Tutkimus varoittaa, että makean veden jatkuva kasvu eteläisillä merillä muuttaa meren lämpötasapainoa ja edistää lämpimien vesimassojen siirtymistä kohti napaseutua.
Sisällysluettelo
Antarktiksen rinteen virtaus toimii esteenä lämpimien pohjoisten vesien ja kylmien polaaristen vesien välillä; sen dynamiikka on avainasemassa ilmastolle
Antarktis on yksi planeetan kylmimmistä ja karuimmista paikoista , mutta samalla sillä on erittäin tärkeä rooli maailman ilmastotasapainossa . Tämä jääpeitteinen manner on muistutus maapallon ilmastosta ja samalla indikaattori ilmastonmuutoksesta . Viime vuosikymmeninä lämpötilan nousu on alkanut nopeuttaa ympäristön muutosta.
Yksi tämän prosessin eniten vaikuttamista elementeistä on Antarktiksen rinteen virtaus (ASC) – merivirta, joka kulkee Antarktiksen rannikon lähellä ja toimii tärkeänä esteenä pohjoisen lämpimien vesien ja kylmien polaaristen vesien välillä .
Tuoreessa tutkimuksessa, joka on julkaistu Geophysical Research Letters -lehdessä, analysoidaan, miten ASC reagoi erilaisiin ilmastonmuutoksen skenaarioihin, mukaan lukien jääpeitteen sulamisen progressiivinen vaikutus.
Tämän merivirtauksen käyttäytyminen vaikuttaa suoraan lämmön jakautumiseen merissä, hylkeiden sulamiseen ja siten merenpinnan korkeuteen. Korkean resoluution mallinnuksen avulla tehty tutkimus osoittaa, että vaikka sulaminen tapahtuu asteittain, tämä suuntaus voi kiihtyä huomattavasti 2000-luvun puoliväliin mennessä.
Tällainen epälineaarinen käyttäytyminen voi olla merkittävä globaalille ilmastojärjestelmälle, erityisesti sen vaikutusten vuoksi lämmönsiirtoon Antarktikalle ja shelf-jääpeitteiden heikkenemiseen.
Saatat olla kiinnostunut:Yksitoista pingviiniä, jotka pelastettiin kriittisessä tilassa Buenos Airesin rannikolla, palaavat merelle
Sulaneen veden vaikutus ASC:hen
Kevyempi sulamisvesi vähentää tiheän veden muodostumista ja helpottaa lämpimän suolaisen veden pääsyä mannerjalustalle
Tutkimuksen mukaan, kun sulaminen kasvaa tasaisesti, kuten korkeiden päästöjen skenaariossa odotetaan, ASC reagoi yhä voimakkaammin. Vaikka makean veden virtaama kasvaa lineaarisesti, virtausnopeus kasvaa lähes 50 % kokeen toisella puoliskolla, vuosina 2025–2050.
Tämä voimistuminen johtuu siitä, että sulanut vesi, joka on suolattomampaa ja kevyempää, kertyy mannerjalustalle ja vähentää tiheämpien vesimassojen muodostumista, jotka yleensä laskevat ja kiertävät kohti merenpohjaa. Tämän prosessin rajoittaminen helpottaa sirkumpolaisten syvänmeren vesien (CGMW) tunkeutumista rannikkoalueelle, jotka ovat lämpimämpiä ja suolaisempia .
Tämä makean veden kertyminen luo selvemmän kontrastin syvien merivesien kanssa. Tämä tiheysero on virtauksen liikkeellepaneva voima, jota vahvistaa mekanismi, joka tunnetaan nimellä tuulen lämpötasapaino, fysikaalinen periaate, joka yhdistää meren sisäisen rakenteen virtausten nopeuteen.
Tämän seurauksena syntyy kierrätys : jään sulaminen voimistaa virtausta, virtaus tuo lämmintä vettä mannerjäätiköiden luokse, ja tämä vesi nopeuttaa sulamista. Lisäksi makean veden kertyminen ja suolapitoisuuden muutos vaikuttavat termohaline-kiertoon, joka on globaali virtaus, joka jakaa lämpöä merien välillä ja toimii eräänlaisena planeetan lämpösäätelyjärjestelmänä. Häiriöt voivat vahvistaa ilmastonmuutoksen vaikutuksia kaikkialla maailmassa .
Tutkimuksen toteutus
Makean veden kertyminen mannerjalustalle lisää kontrastia avomeren kanssa ja nopeuttaa virtausta (David Vaughan/British Antarctic Survey via AP)
Tutkijat käyttivät ACCESS-OM2-01 -mallia, joka simuloi erittäin yksityiskohtaisesti meren ja merijään käyttäytymistä. Tämän avulla voitiin arvioida ASC:n käyttäytymistä kolmessa eri skenaariossa: yksi ilman häiriöitä, toinen tuulen ja ilman lämpötilan muutoksilla ja kolmas, joka sisältää myös sulaneen veden määrän asteittaisen kasvun vuosina 2001–2050.
Toisin kuin aiemmissa tutkimuksissa, joissa käytettiin äkillisiä olosuhteiden muutoksia, tässä tutkimuksessa valittiin asteittainen häiriö, joka on lähempänä sitä, mitä todella odotetaan Antarktiksen jään sulamisen yhteydessä. Analyysissä verrattiin virtausten muutoksia eri alueilla: mannerjalustalla, vedenalaisella rinteellä ja koko Antarktiksen rannikkoalueella.
Tulokset osoittivat, että tärkein muutostekijä ei ole tuuli tai ilman lämpötila, vaan makean veden virtauksen lisääntyminen meriin. Sulaminen ei ainoastaan muuta suolapitoisuutta ja lämpötilaa, vaan myös muuttaa fysikaalista tasapainoa, joka säätelee virtausten voimakkuutta. Havaittu kiihtyminen selittyi suurelta osin suolapitoisuuden kontrastin kasvulla rannikon ja avomeren välillä, mikä on avaintekijä meren dynamiikassa.
Hyllyjä ja merenpinnan korkeuden epävarma tulevaisuus
Ymmärrys siitä, miten virtaukset muuttuvat jään sulamisen myötä, on avainasemassa ennustettaessa tulevia vaikutuksia haavoittuviin rannikkoalueisiin ympäri maailmaa
Antarktiksen rinteen virtauksen kiihtyminen voi vahvistaa sen roolia esteenä lämpimän veden tunkeutumiselle. On kuitenkin myös riski: jos tämä rakenne menettää vakauden, voi avautua reittejä, jotka mahdollistavat lämpimän, syvän veden massiivisen virtauksen hylkeenjalkajäätiköiden pohjalle. Tämä voimistaa sulamista alhaalta ja heikentää rakenteita, jotka tällä hetkellä toimivat luonnollisena jarruna mannerjäätikölle.
Mallit osoittavat, että vuodesta 2030 alkaen tapahtuu jyrkkä tiheän veden muodostumisen väheneminen – kylmän suolaisen veden massa, joka yleensä vajoaa pohjaan ja ruokkii syviä virtauksia. Tämä rajoittaa rannikkoalueen ja avomeren välistä vaihtoa, mikä edistää sulaneen veden kertymistä mannerjalustalle. Tämä puolestaan vahvistaa virtausta entisestään ja johtaa muutoksiin Antarktiksen meren järjestelmässä .
Vaikka käytetty malli ei ota huomioon joitakin lisäprosesseja, kuten vuorovesiä ja pieniä pyörteitä , kirjoittajat selittävät, että niiden sisällyttäminen voisi vielä voimistaa havaittuja vaikutuksia . Siksi he korostavat tarvetta parantaa Eteläisen valtameren suoraa havainnointia ja sisällyttää nämä tulokset globaaleihin ilmastomalleihin.
Tutkimuksessa varoitetaan, että ASC:n muutokset eivät ole vain alueellinen ongelma. Ne voivat vaikuttaa merenpinnan korkeuteen, maailmanlaajuiseen merivirtaukseen ja shelf-jäätiköiden vakauteen. Näiden prosessien ymmärtäminen on välttämätöntä ilmastonmuutoksen tulevien vaikutusten ennustamiseksi ja sopeutumisstrategioiden kehittämiseksi haavoittuville rannikkoalueille.
