Stratul de gheață din vestul Antarcticii stă sub apă. Aceasta este cheia pentru a înțelege evoluția stratului de gheață și modul în care fundul mării în creștere ar putea chiar ajuta la încetinirea topirii gheții în această parte a Antarcticii.

Studiul nostru recent publicat în Science a arătat că pe măsură ce ghețarii din Antarctica de Vest se retrag, pământul de sub crește mult mai repede decât credea cineva. De până la cinci ori mai rapid, ceea ce înseamnă că peste 100 de ani terenul va fi cu până la 10 metri mai înalt decât este astăzi.

Descoperirile noastre au fost de fapt despre structura Pământului sub o mică porțiune din Antarctica, despre care puteți citi mai multe aici. Dar titlurile mass-media (aici, aici, aici și aici) s-au concentrat rapid asupra implicațiilor uimitoare și până acum, nu prea cunoscute, ale rezultatelor: ar putea acest proces să încetinească topirea gheții din Antarctica de Vest și chiar să stabilizeze calota?

Teoria este că terenul în creștere (roca de bază) ar putea reduce sau chiar împiedica retragerea gheții în cei mai sensibili ghețari din Antarctica de Vest. Dar, deși știm că „s-ar putea” întâmpla, nu știm cât de eficient ar fi în această regiune specifică.

Aici putem cel puțin să examinăm modul în care funcționează acest proces și să explicăm câțiva dintre factorii implicați.

Stratul de gheață din vestul Antarcticii stă sub apă

Continentul Antarctic este cel mai puțin explorat continent de pe planetă: inaccesibil și inospitalier. Este acoperit în cea mai mare parte de un strat gros de gheață care atinge o grosime de patru kilometri, ceea ce face aproape imposibilă observarea directă a bazei de dedesubt.

Acestea fiind spuse, geologia Antarcticii de Vest este foarte interesantă, variind de la vulcanismul „relativ recent” la un sistem de rupturi. Acest lucru face ca peisajul subglaciar să fie extrem de complex, cu vârfuri înalte și abrupte, și jgheaburi și văi adânci (vezi imaginea de mai jos).

Cea mai mare parte a stratului de gheață din vestul Antarcticii este scufundat în ocean și așezat pe fundul mării (din punct de vedere tehnic spunem că este împământat sub nivelul mării).

Greutatea uriașă a gheții a modelat și „îndoit” suprafața Pământului dedesubt, așa că acum gheața se sprijină pe un fund de mare în formă de castron care atinge 2.500 de metri sub nivelul mării.

putea

Sub Antarctica este o topografie complexă și variată. În timp ce stratul de gheață din Antarctica de Vest este de fapt împământat sub nivelul mării. (Imagine: Valentina R. Barletta/Autor furnizat)

Aici, stratul de gheață este expus curenților oceanici calzi. Acesta este motivul pentru care noi îl numim „strat de gheață marină”.

Începând cu anii 1960, oamenii de știință au recunoscut că peisajul subglaciar particular face ca gheața de aici să fie susceptibilă la acțiunea unui ocean care se încălzește, ceea ce face ca gheața să devină instabilă și, în cele din urmă, ar putea duce la prăbușirea ei în decursul secolelor până la milenii.

Unii glaciologi cred că prăbușirea este deja în curs (și aici). Aceasta ar fi o veste proastă, pentru că dacă toată gheața stratului de gheață din Antarctica de Vest s-ar topi, aceasta ar adăuga trei metri la nivelul mediu global al mării, afectând fiecare coastă din lume.

Pe scurt, orice modificare a peisajului de bază care găzduiește gheața poate avea, în principiu, un impact mare asupra evoluției gheții. Ridicarea terestră pe care o măsurăm este una dintre cele mai importante schimbări care au loc la fundul mării sub stratul de gheață din vestul Antarcticii.

Calea de gheață trebuie să se ridice deasupra oceanului pentru a fi „în siguranță”?

Acum, având în vedere adâncimea fundului mării (până la 2,5 kilometri, așa cum am menționat mai devreme), s-ar putea să credeți că câțiva metri de roci de bază nu pot fi suficient pentru a împinge întreaga foaie de gheață din ocean! Și ai avea dreptate. Deci, cum ar putea această înălțare să ajute la protejarea stratului de gheață împotriva efectului de încălzire al oceanului?

Răspunsul rapid este că chiar și micile schimbări pot fi eficiente, iar creșterea rocii de bază creează un mediu puțin mai bun pentru ca placa de gheață să lupte împotriva efectelor încălzirii oceanelor. Vorbim despre șanse mai mari, nu despre un rezultat pozitiv garantat.

Dar, pentru a înțelege cu adevărat ce se întâmplă în Antarctica de Vest, trebuie să avem în vedere câteva fapte de bază:
A) Gheața este mai ușoară (mai puțin densă) decât apa, deci tinde să plutească în mod natural atunci când este scufundată în suficientă apă.

B) Gheața care pluteste deja nu afectează nivelul mării globale. Creșterea globală a nivelului mării provine numai din gheața împământată care se topește sau începe brusc să plutească. Așadar, trebuie să înțelegem cu adevărat procesele care fac ca această gheață împământată să fie mai mult sau mai puțin stabilă.

De ce este așternutul de gheață pe fundul mării?

De asemenea, s-ar putea să vă întrebați de ce stratul de gheață scufundat în apă nu pluteste în primul rând.

Acest lucru se datorează faptului că apa nu este suficient de adâncă sau, cu alte cuvinte, există atât de multă gheață încât greutatea totală este suficientă pentru a o menține la pământ. Acest proces este prezentat în gif-ul animat de mai jos.

O impresie simplificată a modului în care un ghețar marin plutește sau se împământează. (Gif: Valentina R. Barletta/Autor furnizat)

Greutatea suplimentară care menține stratul de gheață legat de fundul mării, dacă este topită, este ceea ce ar putea contribui la creșterea nivelului mării la nivel mondial.

Cu toate acestea, o placă de gheață are o formă complicată, determinată de forma terenului de dedesubt și, cel mai important, de faptul că gheața curge din partea interioară și mai groasă a plăcii de gheață către coastă și mare deschisă. Toate acestea trebuie să spună că o placă de gheață are o dinamică interioară complicată, mai degrabă decât pur și simplu un bloc mare de gheață, așa cum se arată în imaginea de mai jos.

Din păcate, frumoasa noastră anologie de mai sus este puțin mai complicată în realitate, deoarece stratul de gheață nu este doar un bloc mare de gheață așezat pe un fund plat. Aici vedem un scenariu mai realist în secțiune transversală. (Imagine: Valentina R. Barletta/Autor furnizat)

Reducerea adâncimii apei ajută la stratul de gheață

Stabilitatea stratului de gheață din vestul Antarcticii depinde în mod critic de locul în care pluta de gheață plutește și de locul în care este împământată. Delimitarea ideală între regiunile împământate și plutitoare se numește linia de împământare.

Când placa de gheață se subțiază, porțiunea de gheață mai apropiată de mare pierde în greutate și devine prea ușoară pentru a rămâne împământată, așa că plutește. Linia de împământare va migra apoi spre interior pe măsură ce gheața se topește (vezi animația de mai jos).

O reducere a adâncimii apei are efectul opus asupra liniei de împământare și o împinge spre mare, făcând placa de gheață mai stabilă, așa cum se arată în animația de mai jos.

Animație care demonstrează conceptul liniei de împământare a ghețarilor marini. (Gif: Valentina Barletta/Autor furnizat)

Stabilitatea stratului de gheață marină 101

Linia de împământare este un concept foarte important pentru a înțelege întregul proces de retragere a gheții.

Topirea gheții, înghețarea oceanelor, subțierea gheții sau orice reducere a gheții, toate au un efect remarcabil: împingerea liniei de împământare spre interior. Aceasta se numește „retragere de gheață” sau „retragere a liniei de împământare”.

Deci, topirea gheții este doar un concurent care împinge linia de împământare spre interior, făcând placa de gheață mai puțin stabilă.

Ridicarea fundului mării, schimbări locale de gravitație, extratereștrii care aspiră apa oceanului (!), Sau o creștere a gheții terestre în alte părți ale lumii, toate reduc adâncimea apei din jurul stratului de gheață. Acest lucru are un alt efect remarcabil: împingerea liniei de împământare spre exterior.

Aceasta se numește „avans de gheață” sau „avans de linie de împământare”. Deci, reducerea adâncimii apei este un alt concurent, deși, desigur, nu știu de vreun studiu științific care să fi documentat de fapt extratereștrii care suge apa oceanului!

Concurentul mai rapid câștigă cursa și decide unde va merge terenul: interior (mai puțin stabil) sau exterior (mai stabil).

După cum raportăm în studiul nostru recent, știm acum că terenul din această parte a Antarcticii crește mult mai mult decât era de așteptat și că, în consecință, oceanul înconjurător devine relativ mai superficial. Aceasta împinge linia de împământare spre mare și ar putea fi suficientă pentru a contracara retragerea liniei de împământare (cauzată de topirea gheții) și, prin urmare, pentru a favoriza un scenariu de stabilizare.

Un proces trecut cu vederea

Până în prezent, majoritatea modelelor computerizate care simulează răspunsul stratului de gheață la schimbările climatice nu au inclus efectul adâncimii oceanice, deoarece a fost considerat irelevant.

Acest lucru se datorează faptului că reducerea adâncimii apei a fost considerată a fi neglijabilă pe durata timpului unei vieți umane.

Sa dovedit deja că este o presupunere greșită! De fapt, studii recente au arătat destul de clar că o scădere rapidă a adâncimii apei locale în jurul stratului de gheață poate oferi într-adevăr un factor de stabilizare eficient atât timp cât temperaturile globale nu cresc prea mult (vezi aici și aici). Aceleași studii au identificat o condiție destul de strictă pentru aplicarea acestui efect: structura Pământului trebuie să fie suficient de moale pentru ca pământul să crească sau cu alte cuvinte adâncimea apei locale trebuie să scadă foarte repede.

Studiul nostru a arătat că în această parte a Antarcticii de Vest, această condiție a fost îndeplinită și depășită din abundență: o manta mult mai moale (decât este necesară) conduce la o ridicare rapidă a rocii de bază în zonă. Aici, adâncimea apei locale cade într-adevăr mult mai repede decât se aștepta, stabilizând astfel calota de gheață.

Abordarea problemelor legate de schimbările climatice

În cele din urmă, stabilitatea stratului de gheață din vestul Antarcticii va depinde de concurentul care câștigă în cursa dintre topirea gheții și creșterea rocii de bază. Și acest lucru depinde într-adevăr de cât de caldă devine planeta.

Vestea bună este că, în cazul ghețarilor Amundsen, un concurent (creșterea rocii de bază) este încă în cursă și că aceste condiții favorabile ar putea ajuta la stabilizarea stratului de gheață.

Dar, este prea devreme pentru a spune dacă acest lucru va fi suficient pentru a stabiliza această importantă regiune a Antarcticii.

În orice caz, dacă temperatura globală crește prea mult, indiferent de feedback-ul pozitiv care acționează asupra stratului de gheață, nu va câștiga cursa împotriva topiturii de gheață. Deci, reducerea impactului nostru asupra încălzirii globale este cel mai bun pariu al nostru.

Și, în timp ce mă gândesc la asta, investiția în cercetarea din Antarctica este un alt pariu destul de bun! La urma urmei, mai multe cercetări în acest peisaj aproape străin, ne vor permite să răspundem la aceste întrebări și multe altele.

Peisajul ascuns sub stratul de gheață din Antarctica are o influență profundă asupra modului în care se mișcă gheața și a evoluării acesteia până la starea actuală. Deci, orice informație nouă este crucială pentru înțelegerea comportamentului stratului de gheață masiv care ar putea avea implicații pentru noi toți.