Acest lucru se poate întâmpla dacă gheața polară dispare

Urmărim cu îngrijorare accelerarea topirii calotelor de gheață polare din 1988, apar din ce în ce mai multe întrebări și am început doar să aflăm despre fundalul proceselor din ultimele decenii.

Abia în perioada recentă am înțeles procesele complexe care au cea mai mare influență asupra modificărilor acoperirii de gheață. Toate indică faptul că am ajuns la un moment de cotitură. În ultimii ani, temperaturile din anumite zone ale Arcticii în anumite zile din noiembrie au fost cu 20 de grade peste medie (NSIDC). Deși încălzirea în Arctica este cel puțin de două ori mai rapidă decât în zonele continentale, creșterea temperaturii singure nu explică rata actuală a eroziunii ploioase din Groenlanda.

Cercetătorii consideră că descoperirea se datorează parțial schimbărilor din baza de gheață și activității microbilor și algelor care trăiesc pe gheață. Acestea din urmă creează pigmenți care ajută gheața să absoarbă energia solară.

Zăpadă și gheață roz în Arctica. Scăderea albedo accelerează topirea Sursa: Liane G. Benning, GFZ

Experții de la Universitatea Sheffield din Marea Britanie au confirmat prin măsurători că suprafața gheții nu mai este la fel de albă ca acum câțiva ani, deci absoarbe mai bine radiațiile solare vizibile și aproape în infraroșu. În același timp, cristalele de gheață care se topesc și înghețează își pierd forma țepoasă, reducându-și în continuare reflectivitatea. Datele prin satelit arată că gheața din zonele periferice este cu 5% mai întunecată (Kintisch 2017). Acest lucru se datorează faptului că, de-a lungul secolelor, particulele prinse au fost concentrate în zona de topire a stratului de gheață. De exemplu, emisiile de praf și fum de la fabricile europene și incendiile forestiere din Canada au contribuit la așa-numitul fenomen de „gheață întunecată”.

Încălzirea este un proces autoexcitant, înflorirea algelor și a bacteriilor este o consecință a temperaturilor mai calde, dar în același timp cel mai semnificativ factor în întunecarea gheții. Energia solară absorbită de pete acoperite de bacterii și alge întunecate ajută la menținerea temperaturii apei peste îngheț, rezultând pete de apă din ce în ce mai profunde în regiunea apropiată a suprafeței. Cercetătorii întâlnesc o serie de specii speciale (de exemplu, Ancylonema nordenskiöldii sau Mesotaenium berggrenii) (Lutz 2016). Deoarece formele de viață de aici trebuie să suporte condiții extreme, pe lângă perioadele reci și de îngheț-dezgheț, ele trebuie să facă față și radiațiilor ultraviolete puternice (Yallop și colab. 2010; Anderson și colab. 2017). Dar adaptarea la condiții extreme accelerează și procesul: pigmenții maronii protejează plantele de efectele dăunătoare ale razelor UV, crescând în același timp absorbția energiei de gheață, contribuind la o accelerare radicală a topirii. Prezența constantă a topiturii duce la colonizarea altor specii care sunt mai puțin tolerante la extreme.

Teledetecție prin satelit

Modelele meteorologice speciale direcționează aer cald și umed în zonă, care are un efect aproape constant peste gheața fragilă, astfel încât chiar și în întuneric, iarna, Arctica nu poate reveni la gheață în măsura anterioară. Încălzirea este astfel amplificată de o serie de factori fizici și biologici, dar aceștia nu au fost încă descriși pe deplin. Direcția principală a investigațiilor s-a îndreptat spre rafinarea și validarea datelor de teledetecție prin satelit. Cercetătorii au selectat zone de eșantionare, denumite doar „pixeli”, referindu-se la particula elementară a imaginii din satelit, cea mai mică unitate de imagine care descrie semnale spectrale și de suprafață.

Pixeli din imagini spațiale colectate aproape zilnic, imagine pe un câmp cu lățimea de 500 m și locațiile eșantionului în diferite locații au fost ajustate în consecință. Fotografiile aeriene de înaltă rezoluție ale aeronavelor cu un detaliu de 3 până la 20 cm și imaginile UAV ale unor zone mici cu un detaliu de 0,4 până la 10 cm în timpul verii sunt realizate în mod regulat (cu vehicule aeriene fără pilot). Sondajele se bazează în principal pe analiza informațiilor colectate prin unde radio (teledetecție radar), metode optice active (scanare laser) și pasive (fotografie multispectrală).

Anomalii în zona de topire a stratului de gheață polar (bazat pe Eli Kintisch) Sursa: Știință

Astfel, încălzirea Arcticii nu este afectată doar de energia solară absorbită local. Condițiile climatice în schimbare deviază din ce în ce mai mult curenții de aer cald către Arctica, care au un impact chiar și atunci când zona este acoperită de un nor. În cazul topirii, care a fost influențată în principal de curenții de aer, topirea unui strat de gheață gros de 4 m într-o perioadă de vară scurtă, complet tulbure, a fost deja măsurată. Efectele aerului cald îndepărtat și ale razelor electromagnetice absorbite local ar trebui, de obicei, să fie evaluate împreună, cunoscând un sistem complex de curgere.

Statul Antarcticii este, de asemenea, decisiv

Statul Antarcticii joacă, de asemenea, un rol cheie în modelarea climatului Pământului. Aerul umed care curge spre sud se transformă într-o orbită în jurul Antarcticii datorită rotației Pământului și schimbării temperaturii. Deoarece nu se ciocnește cu obstacolele terestre, energii uriașe apar în emisfera sudică, inducând cel mai puternic flux continuu al oceanului la înălțimea latitudinii a șasecea. Aceasta se numește flux de rulare. Astfel, Antarctica este în general inaccesibilă curenților mai calzi sau mai ploioși și, prin urmare, poate fi cel mai uscat și mai rece loc de pe Pământ. În jurul continentului, 25.000 de gigați de apă se schimbă în fiecare an din cauza schimbărilor sezoniere extreme.

Procese care creează fluxul de haloclină nordică Sursa: Jayne Doucette, WHOI

Un vânt catabolic de 150 km/h se dezlănțuie pe continentul rece și uscat și, atunci când răcește apa sărată sub -2,5 ⁰C în zonele periferice, îngheață și saramura precipită în timpul procesului. Soluția salină densă, bogată în oxigen, care este mai concentrată decât apa de mare, se scufundă și se răspândește spre nord, răspândindu-se pe fundul mării. Acest flux lent numit haloclină se deplasează către ecuator, menținând oceanele în mișcare și răcire, reglând temperatura medie a apei. Haloclina poate fi observată și în emisfera nordică și formează o barieră care protejează calota de gheață de contactul cu apele mai calde (Plueddemann 1998). Studiul Antarcticii Britanice concluzionează că acești curenți reci explică mai mult de două sute de specii identice găsite în Recensământul vieții marine în cele două Arctici, la o distanță de 13.000 de kilometri.

Prin urmare, încălzirea este încetinită de o serie de factori, dar vedem tendințe accelerate. Topirea gheții din Groenlanda deversează aproximativ 250 de miliarde de tone de apă dulce în ocean în fiecare an, care este mai puțin densă decât apa de mare sărată. Ca urmare, curenții Haloclin se pot slăbi, rezultând modificări ale curenților suplimentari.

Acoperirea cu gheață arctică și fluxul Haloklin împiedică fluxul de apă dulce în mare în Asia de Nord, Europa și America de Nord. Odată cu pierderea stratului de gheață, funcționarea curenților oceanici, așa-numitul transportor oceanic, poate fi supărată. Potrivit oceanografului Fiamma Straneo, chiar și o cantitate mică de amestec de apă dulce din nord poate avea un impact semnificativ asupra climatului global. Cercetătorii din California demonstrează în prezent că schimbarea doar în procesele din Polul Sud poate deranja sistemele oceanice globale (Duminică 2017).

Imaginile prin satelit, măsurătorile la fața locului și evenimentele care afectează vremea pe continentele îndepărtate prezintă o imagine acoperită.

Stațiile de cercetare din Antarctica și imaginile prin satelit dezvăluie, de asemenea, schimbări îngrijorătoare. Ruperea ghețarului de pin pe imaginile din satelit din 28 octombrie și 13 noiembrie 2013 Sursa: NASA/Images of Change

Topirea gheții singure accelerează procesul, deoarece albedo-ul (reflectivitatea radiației) a apei și a solului este mult mai mic, iar excesul de căldură astfel absorbit este de aproximativ un sfert din efectul de seră al dioxidului de carbon atmosferic (Pistone și colab. 2014).

Accelerarea procesului de încălzire se caracterizează prin faptul că factorii biotici, abiotici și geomorfologici alimentează o reacție neliniară: încălzirea a eliberat cu 60% mai multă apă topită și resturi în ultimul deceniu decât în secolele studiate cu seturile de date anterioare.

Retragerea ghețarilor

Declinul radical al stratului de gheață nu este unic în Arctica. Și ghețarii munților înalți se retrag periculos. Ghețarii transportă pietre, resturi, care trec prin partea inferioară a gheții. Aceste resturi lustruiesc rocile pentru a străluci. Dacă apa topită intră în roca sub straturile de gheață, aceasta accelerează semnificativ mișcarea gheaței, iar ghețarul transferă mai repede masele de gheață în zona de topire. Volumul de gheață este dificil de estimat, deoarece straturile de gheață ale ghețarilor au cavități mici, umplute cu apă, iar schimbarea de stare este continuă. Din aceasta, o masă uriașă de gheață este capabilă să serpentineze fără a exploda radical pe suprafață fragmente de gheață. Când ne uităm la cât de mult s-a retras linia de zăpadă de vară în doar un an în munții din Sierra Nevada, devine evident cât de puternică a fost încălzirea astăzi.

Retragerea stratului de zăpadă dintr-o perspectivă de un an. Munții Sierra Nevada în iunie 2016 și 2017 Sursa: NASA/Images of Change

Consecințele globale

Topirea arctică are un impact puternic asupra proceselor globale. Ceea ce este încă perceptibil este schimbarea anotimpurilor și faptul că migrația sistemelor meteo către vest-est încetinește (Kintisch 2016). Ghețarii s-au micșorat deja, petele de gheață de pe râurile și lacurile din nord se dezintegrează, distribuția în înălțime a habitatelor de plante și animale s-a modificat, plantele înfloresc mai repede și ne confruntăm cu valuri de căldură mai lungi, mai intense și condiții meteorologice extreme. Aceste procese au fost semnalate de oamenii de știință în trecut și acum fac parte din viața noastră, credem cu ele, dar aceste efecte sunt din ce în ce mai puternice. Rata daunelor cauzate de schimbările climatice crește de la an la an în raport cu bunurile produse (raport IPCC).

De asemenea, este obișnuit să menționăm creșterea nivelului mării în oceanul mondial. O creștere globală a nivelului mării de 27 cm față de topitura Groenlandei poate fi prevăzută doar în acest secol. Acest lucru a fost stabilit prin evaluarea mai multor modele independente. În plus, gheața din Antarctica stochează cel puțin zece ori mai multă apă decât Groenlanda.

Gheața arctică s-a retras în 1984 și 2012. Figura arată acoperirea minimă a gheții pentru un an dat Sursa: NASA/Images of Change

Trăim schimbări prin extremele vremii continentale. Cu toate acestea, cercetătorii din Groenlanda au putut, de asemenea, să observe semne mult mai înfiorătoare, toate acestea, grosimea stratului de zăpadă și gheață rămânând sub corturi la unul dintre locurile de studiu, în timp ce suprafața încălzită de soare din jurul corturilor a continuat să se topească. . La sfârșitul zilelor de studiu, corturile stăteau pe platforme de gheață bizare, în mijlocul planului de gheață sterp. Experții sunt de acord că nu va exista deloc acoperire de gheață în Polul Nord timp de decenii în timpul verii.

Gazele cu efect de seră din permafrost

Cu toate acestea, există și încetiniri ale procesului. Când suprafețele înghețate sunt înlocuite cu suprafețe fotosintetice, începe sechestrarea carbonului. Bilanțul de carbon este îmbunătățit doar marginal de zonele proaspăt eliberate de acoperirea gheții și de efectul de sechestrare a carbonului a florilor de alge oceanice descoperite de British Antartic Survey. În plus, gazele cu efect de seră emise de solurile înghețate, straturi de permafrost, contribuie, de asemenea, mai mult la încălzirea globală, astfel încât acest factor de compensare este relevant doar pentru timp și metrici mai precise în modelarea software a schimbărilor climatice.

Metanul stocat în straturi de permafrost convertește de zece până la douăzeci de ori mai multă energie din undele electromagnetice decât dioxidul de carbon. Nu există un consens între profesioniști cu privire la eficiența captării energiei metanului în această direcție. Eliberarea de metan ar putea fi un punct fundamental în schimbările climatice.

Ghețarul Qori Kalis din Peru în iulie 1978 și iulie 2011 Sursa: NASA/Images of Change

Dacă încălzirea se transformă într-o răcire rapidă și radicală (vom aborda acest scenariu mai târziu), gheața va începe un alt proces de autoexcitație, care este, de asemenea, un factor compensator: Capacul de gheață împiedică îndepărtarea naturală a dioxidului de carbon din atmosferă., deci descărcarea sa se ciocnește accelerează. Reducerea radicală a factorilor biotici, acoperirea suprafeței uscate, înghețate și reci inhibă sechestrarea carbonului plantelor, stabilind astfel tendința climatică milenară pe calea încălzirii lente.

Articolul nu s-a terminat încă, faceți clic!