Antarktyczna płyta lodowa, która zajmuje obszar większy niż USA i Meksyk razem wzięte, mieści w sobie tyle wody, że w przypadku całkowitego stopienia mogłaby podnieść globalny poziom morza o ponad 57 metrów. Spowodowałoby to zalanie setek miast na całym świecie. A istnieją mocne dowody na to, że topnieje ona szybko.
Badania satelitarne wykazały, że lód gruntowy (czyli ten, który styka się bezpośrednio z podłożem pod nim) na obszarach przybrzeżnych Antarktydy Zachodniej kurczył się w ostatnich latach w tempie do 30 metrów dziennie.
Jednak satelitarny zapis zmian pokrywy lodowej jest stosunkowo krótki, ponieważ obserwacje prowadzone są od zaledwie 50 lat. Ogranicza to nasze zrozumienie tego, jak zmieniały się pokrywy lodowe w dłuższych okresach, w tym maksymalnej prędkości, z jaką mogą się cofać i elementów, które są najbardziej narażone na topnienie.
Chcesz być na bieżąco? Subskrybuj 300Sekund, nasz codzienny newsletter!
Dlatego postanowiliśmy zbadać, jak reagowały pokrywy lodowe podczas poprzedniego okresu ocieplenia klimatu – ostatniej „deglacjacji”. Ta zmiana klimatu miała miejsce między blisko 20 000 a 11 000 lat temu i obejmowała przejście Ziemi z okresu lodowcowego, kiedy to pokryte lodem były duże obszary Europy i Ameryki Północnej, do epoki, w której żyjemy obecnie (zwanej holoceńskim okresem interglacjalnym).
Podczas ostatniej deglacjacji tempo wzrostu temperatury i poziomu morza było zasadniczo porównywalne z dzisiejszym. Tak więc badanie zmian w pokrywach lodowcowych w tym okresie pozwoliło nam oszacować, jak dwie pozostałe na Ziemi pokrywy lodowe (Grenlandia i Antarktyda) mogą zareagować na jeszcze cieplejszy klimat w przyszłości.
Nasze niedawno opublikowane badania pokazują, że pokrywy lodowcowe są w stanie cofać się w porywach do 600 metrów dziennie. To znacznie szybciej niż pokazywały analizowane dotychczas wyniki satelitarne.
Efekt gwałtownego odwrotu
W naszych badaniach wykorzystaliśmy mapy norweskiego dna morskiego o wysokiej rozdzielczości, aby zidentyfikować małe formy terenu zwane „grzbietami falistymi”. Te 1-2 metrowe grzbiety powstały podczas wycofywania się dawnego lądolodu podczas ostatniej deglacjacji.
Pływy podnosiły i obniżały pokrywę lodową. W czasie odpływu pokrywa lodowa spoczywała na dnie morza, co powodowało wypychanie osadów z krawędzi jej pokrywy w górę, tworząc grzbiety. Biorąc pod uwagę, że w Norwegii każdego dnia są dwa odpływy, codziennie powstawały dwa oddzielne grzbiety. Pomiar przestrzeni pomiędzy tymi grzbietami pozwolił nam obliczyć tempo cofania się pokrywy lodowej.
Polecamy: Alpejskie lodowce topnieją w niepokojącym tempie. To grozi turystyce
Podczas ostatniej deglacjacji badany przez nas skandynawski lądolód przechodził okresy niezwykle szybkiego wycofywania się – w tempie od 50 do 600 metrów na dobę. Te wskaźniki są do 20 razy wyższe niż najwyższe tempo cofania się pokrywy lodowej, które do tej pory zmierzono na Antarktydzie za pomocą satelitów.
Największe tempo cofania się pokrywy lodowej wystąpiło na najbardziej płaskich obszarach jej podłoża. W terenach o płaskim podłożu do wywołania impulsu gwałtownego cofania się wystarczy stosunkowo niewielka ilość topnienia, rzędu pół metra dziennie. Pokrywy lodowe w tych regionach są bardzo słabo związane z podłożem i dlatego wymagają jedynie minimalnych ilości topnienia, aby uzyskać pełną pływalność, co może skutkować niemal natychmiastowym wycofywaniem się.
Jednakże szybkie wycofywanie się „napędzane siłą wyporu”, takie jak to, jest prawdopodobnie możliwe tylko przez krótki czas – od dni do miesięcy – zanim zmiana w podłożu lądolodu lub nachylenie powierzchni lodu dalej w głąb lądu spowoduje zahamowanie wycofywania się. Pokazuje to, jak nieliniowy, czy też „pulsacyjny” był charakter cofania się pokrywy lodowej w przeszłości.
Prawdopodobnie tak będzie również w przyszłości.
Przestroga z przeszłości
Nasze wyniki pokazują, jak szybko pokrywy lodowe mogą się cofać w okresach ocieplenia klimatu. Wskazujemy, że okresy bardzo szybkiego cofania się, od dziesiątek do setek metrów dziennie, mogą mieć miejsce w płaskich częściach lądolodu antarktycznego, nawet przy obecnym tempie topnienia.
Czytaj: Wiatrak jak lodówka. Tyle hałasu emituje turbina w odległości 700 metrów
Ma to wpływ na rozległy i potencjalnie niestabilny lodowiec Thwaites na Antarktydzie Zachodniej. Odkąd naukowcy zaczęli obserwować zmiany pokrywy lodowej za pomocą satelitów, lodowiec Thwaites skurczył się znacznie i obecnie od płaskiego obszaru jego dna dzieli go zaledwie 4 km. Thwaites może więc w najbliższej przyszłości gwałtownie się zmniejszyć.
Straty lodu wynikające z cofania się przez ten płaski obszar mogą przyspieszyć tempo, w jakim lód w pozostałej części zlewiska Thwaites zapada się do oceanu. Basen Thwaites zawiera wystarczającą ilość lodu, by podnieść globalny poziom morza o około 65 cm.
Zobacz: Najgorsze lato w historii: rekordowe upały, susza i pożary. Oto mapa zmian klimatu w Europie
Nasze wyniki rzucają nowe światło na interakcję lądolodów z ich podłożem w różnych skalach czasowych. Wysokie tempo wycofywania się może wystąpić na przestrzeni dziesięcioleci lub stuleci, gdy podłoże lądolodu zagłębia się w głąb ziemi. Stwierdziliśmy jednak, że pokrywy lodowe na płaskich obszarach są najbardziej narażone na bardzo szybkie cofanie się w znacznie krótszych przedziałach czasowych.
Wraz z danymi o kształcie pokładów lądolodu, włączenie tego krótkoterminowego mechanizmu cofania się do symulacji komputerowych będzie miało kluczowe znaczenie dla dokładnego przewidywania tempa zmian lądolodu i wzrostu poziomu morza w przyszłości.
Tłumaczył: Tomasz Krzyżanowski
Tekst został opublikowany w The Conversation i zamieszczony tutaj na podstawie otwartej licencji (Creative Commons license). Przeczytaj oryginalny artykuł.