Dimensiunea antarctic Foile de gheață poate fi greu de înțeles. Doi kilometri grosime în medie și acoperind aproape două ori suprafața Australiei, foaia de gheață deține suficientă apă dulce pentru a crește nivelul mării globale cu 58 de metri.
Pierdere de gheață Din această foaie este prevăzut a fi principalul șofer al creșterii nivelului mării până la 2100, dar contribuția sa rămâne extrem de incertă. În timp ce nivelul mării va crește în acest secol, proiecții ale contribuției din gheața din Antarctica variază de la o creștere de 44 cm la o cădere de 22 cm.
O mare parte din această incertitudine se datorează faptului că procesele oceanice care controlează soarta foii apar la o scară incredibil de mică și sunt foarte dificil de măsurat și de modelat.
Însă recent oamenii de știință au făcut progrese semnificative în înțelegerea acestui „strat de graniță de gheață-ocean”. Acest progres este subiectul nostru Noua lucrare de revizuirepublicat astăzi în recenzii anuale.
Micșorat, subțiere și retragere
La marginea foii de gheață din Antarctica, ghețarii curg în Oceanul de Sud, formând rafturi plutitoare de gheață. Aceste rafturi de gheață acționează ca pietre cheie, stabilizând foaia de gheață. De asemenea, se micșorează.
Oceanul topește rafturile de gheață de jos – un proces cunoscut sub numele de „topire bazală”. Topirea bazală crescută a dus la subțierea și retragerea foii de gheață în unele regiuni, Creșterea nivelului global al mării.
Are și el a încetinit cel mai profund curent în circulația de răsturnare globalăun sistem de curenți oceanici care circulă apa de pe glob.
Ca și ghețarii care le hrănesc, rafturile de gheață sunt imense. Cu toate acestea, procesele oceanice care controlează topirea bazală și soarta întregii ghete din Antarctica apar pe scara de milimetri. Se întâmplă într -un strat subțire de ocean, chiar sub gheață.
Stratul de delimitare dintre raftul de gheață și ocean este rece, la mile de oriunde și sub gheață foarte groasă, așa că nu este de mirare că nu a fost deloc măsurat.
Studierea acestui strat cu alte tehnici, cum ar fi simulările computerului, este, de asemenea, o provocare uriașă. Până de curând, mișcările minuscule din stratul de graniță de gheață ocean au pus la îndemână modelarea exactă a topiturii de gheață.
Aceste provocări gemene au eforturi îndelungate pentru a răspunde la întrebarea înșelător de simplă: „Cum se topește oceanul rafturile de gheață din Antarctic?”
Modelarea micro-scării
Simulările computerizate ale proceselor oceanice nu sunt noi.
Dar abia de curând simulările stratului de graniță de gheață au devenit posibile, pe măsură ce resursele de calcul cresc și costul utilizării acestora se micșorează.
Mai multe grupuri de cercetare din întreaga lume au luat această problemă, Modelarea fluxului oceanic la scară micro care furnizează căldură gheaței pentru topire.
Cercetătorii caută o relație între ceea ce face oceanul și cât de repede se topește gheața. Până acum, au descoperit nu doar o relație, ci mai multefiecare indicând un „regim” de topire diferit. Condițiile oceanului (temperatura, conținutul de sare și viteza curenților oceanici) și forma gheții determină ce regim de topire se aplică.
Forma foii de gheață este esențială, deoarece apa topită este proaspătă și mai ușoară decât oceanul din jur. Ca și colectarea aerului cald în partea de sus a unei camere, apa topită proaspătă și rece se colectează în goluri pe suprafața inferioară a foii de gheață, izolând gheața din apa oceanului de dedesubt și încetinind topirea.
Pentru gheața înclinată abruptă, efectul izolant este mult mai mic. Fluxul energetic de apă topită pe măsură ce se ridică sub gheață abruptă duce la amestecarea cu apele oceanice mai calde. Aceasta crește topirea.
Curenții oceanici rapide au un efect similar, deoarece transferă căldura în gheață.
Roboți montate cu sonar
Recent, roboți oceanici, inclusiv Vehicule subacvatice autonome şi sonde legate implementate prin foraj prin gheațăau furnizat cantități fără precedent de date despre mediul de sub rafturile de gheață.
Folosind sonar și camere, acești roboți au dezvăluit un „icescape” ciudat și minunat pe partea inferioară a rafturilor de gheață.
Acest ICESCAPE este realizat din mai multe caracteristici de gheață diferite, variind de la centimetri la dimensiuni de kilometri. Unele, cum ar fi crevele cu față abruptă, sunt formate prin fracturarea gheții. Alții, cum ar fi depresiunile întunecate în gheață (adesea numite „scoici”), „terase” asemănătoare scărilor, „buzunare” în formă de midie și canale bazale mai mari, sunt considerate a fi formate din procese de topire.
Noile noastre cunoștințe de topire din simulările computerului și roboții aruncă lumină asupra acestor caracteristici și a modului în care acestea se formează. Existența unor regimuri de topire ajută la explicarea evoluției teraselor abrupte sau de ce apar diferite caracteristici în părți distincte ale unui raft de gheață.
De exemplu, în partea caldă și calmă din estul raftului de gheață Dotson din Antarctica de Vest, un robot autonom a observat terase bazale. În vestul Dotson-care experimentează curenți reci și rapide-au fost descoperite bucăți mari în formă de midie.
Rămân incertitudini
Exact modul în care unele dintre aceste caracteristici sunt încă necunoscute.
Noi simulări Acest lucru permit limita de apă de gheață să se deplaseze în timp arată „auto-sculptarea” comportamentului topiturii de gheață. Acest lucru este similar cu modul în care dunele se formează și se mișcă într -un deșert.
Cu toate acestea, sunt necesare noi modele de computer pentru a simula formarea și evoluția întregului ICESSAPE.
Unele dintre progresele recente evidențiate aici contribuie la reducerea incertitudinii în înțelegerea contribuției foii de gheață din Antarctica la creșterea nivelului global al nivelului mării.
Cu toate acestea, încorporarea noii noastre înțelegeri a topiturii bazale și formarea dinamică a ICESCAPE IT, în modelele climatice și de gheață prezintă încă o provocare uriașă.
Depășirea acestei provocări este urgentă. Reprezentarea exactă a topirii în modelele climatice și de gheață va reduce incertitudinea profundă a proiecțiilor de creștere a nivelului mării, mai ales că condițiile oceanului – și regimurile de topire a raftului de gheață – se schimbă în viitor.
Acest articol editat este republicat din Conversația sub licență Creative Commons. Citiți Articol original.
Comentarii recente