Znamy prawdopodobną przyczynę powstawania wielkich dziur w lodzie na Antarktydzie

W środku zimy 2016 roku u wybrzeży Antarktydy wydarzyło się coś nietypowego. Na lodzie morskim na Morzu Weddella otworzyła się ziejąca dziura, która ostatecznie rozszerzyła się do prawie 13 000 mil kwadratowych. Była to największa przerwa lodowa obserwowana w tym regionie od dziesięcioleci. Następnej zimy uformowała się kolejna dziura, odsłaniając tym razem ogromne 20 000 mil kwadratowych wody oceanu. Naukowcy wreszcie odkryli prawdopodobną przyczynę tych anomalii.

Dziury w lodzie morskim, zwane połyniami, obserwuje się od czasu do czasu w wodach Antarktydy i Arktyki. Pojawiają się w Morzu Weddella co jakiś czas od dziesięcioleci, zazwyczaj na płaskowyżu na dnie oceanu znanym jako Wzgórze Maud, choć rzadko w tak dramatycznej skali.

Jak się okazuje, znaczącą rolę w tworzeniu ogromnych dziur w lodzie morskim mogą odgrywać ciepłe, wilgotne rzeki powietrza na Antarktydzie. Mogą one wpływać na warunki oceaniczne na całym rozległym kontynencie, a także na zmiany klimatyczne - według autorów badań z Rutgers Institute of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences.

Naukowcy zbadali rolę długich, intensywnych smug ciepłego, wilgotnego powietrza - zwanych rzekami atmosferycznymi - w tworzeniu ogromnych otworów w lodzie morskim. Skoncentrowali się na regionie Morza Weddella na Oceanie Południowym w pobliżu Antarktydy, gdzie te morskie dziury lodowe (zwane połyniami) rzadko rozwijają się zimą. Dużą dziurę w tym obszarze zaobserwowano po raz pierwszy w 1973 r., powstała ponownie późną zimą i wczesną wiosną 2017 r.

W pierwszym tego rodzaju badaniu, opublikowanym w czasopiśmie Science Advances, naukowcy odkryli, że powtarzające się silne rzeki atmosferyczne w okresie od końca sierpnia do połowy września 2017 r. odegrały kluczową rolę w tworzeniu się morskiej dziury lodowej. Rzeki te przenosiły ciepłe, wilgotne powietrze z wybrzeży Ameryki Południowej do środowiska polarnego, ogrzewając powierzchnię lodu morskiego i narażając go na topnienie.

- Połynia silnie wpływają na fizyczną i ekologiczną dynamikę Oceanu Południowego - powiedział współautor badań Kyle Mattingly, badacz podoktorancki w Rutgers Institute of Earth, Ocean and Atmospheric Sciences. - Służą jako gigantyczne „okna” w lodzie morskim, które umożliwiają przenoszenie dużych ilości ciepła z oceanu do atmosfery, modyfikując regionalną i globalną cyrkulację oceanów. Wpływają również na czas i wielkość zakwitów fitoplanktonu (glonów), które są podstawą morskiej sieci pokarmowej. Nasze badanie utoruje drogę do lepszego zrozumienia zmian klimatu w tych regionach.

Wcześniejsze badania wykazały, że rzeki atmosferyczne wpływają na topnienie lodu lądowego i szelfów lodowych Antarktyki Zachodniej, a nowe badanie opiera się na tych odkryciach, pokazując po raz pierwszy ich wpływ na lód morski Antarktydy. Rzeki mają tysiące mil długości, a dziury w lodzie morskim roztaczają się na tysiące mil kwadratowych, zwykle w określonych miejscach, które są uzależnione od lokalnych warunków cyrkulacji oceanicznej.

Zachodnia Antarktyda, ogromna pokrywa lodowa leżąca na lądzie, topi się i przyczynia się do wzrostu poziomu mórz na świecie, a topnienie znacząco przyspieszyło w XXI wieku. Według National Snow & Ice Data Center, gdyby stopiła się cała antarktyczna pokrywa lodowa, poziom oceanu podniósłby się o około 60 metrów. Podnoszenie się poziomu morza i powodzie spowodowane sztormami zagrażają społecznościom przybrzeżnym na całym świecie, zwłaszcza na obszarach nisko położonych.

Przewiduje się, że w ramach przyszłych zmian klimatycznych rzeki atmosferyczne staną się częstsze, dłuższe, szersze i skuteczniejsze w przemieszczaniu dużych ilości pary wodnej w kierunku Oceanu Antarktycznego i kontynentu, wraz ze wzrostem intensywności opadów. Ogólnie rzecz biorąc, przewiduje się, że tam, gdzie dotrą na ląd, przesuną się w stronę biegunów, a wpływ zmiany klimatu na dziury w lodzie na Morzu Weddella i gdzie indziej na Oceanie Południowym jest ważnym obszarem dla przyszłych badań.