Naukowcy są zaniepokojeni: Antarktyda zaczęła zachowywać się "jak nigdy dotąd"

Lód morski na Antarktydzie zwykle "funkcjonuje" w następujący sposób: jest go mniej latem (minimum) i więcej zimą (maksimum). W ostatnich latach zaobserwowano sytuację, która budzi niepokój: w ciepłym sezonie topi się rekordowa ilość lodu, który następnie nie wraca do "zimowego maksimum".

Naukowcy nie mogą być pewni, że równowaga lodowa na Antarktydzie zostanie przywrócona, donosi Live Science. Jednocześnie podkreślają, że tamtejszy lód morski jest niezastąpiony dla całej planety.

"To naprawdę istotna część naszego systemu klimatycznego" - mówi Ella Gilbert, klimatolog polarny z British Antarctic Survey.

Brakuje kawałka lodu wielkości Europy

Do niedawna lód morski na Antarktydzie wahał się między stabilnymi poziomami zimowymi i letnimi. Jednak w 2016 roku sytuacja zaczęła się zmieniać. Odnotowano rekordowo niskie poziomy, w tym najmniejszy w historii w lutym 2023 r., z zaledwie 1,91 miliona kilometrów kwadratowych lodu na kontynencie. Następnie pokrywa lodowa nie odbudowała się, tak jak miało to miejsce wcześniej. Lód antarktyczny utrzymuje się na rekordowo niskim poziomie od sześciu miesięcy.

Naukowcy są jednocześnie zaskoczeni i przerażeni: w szczycie zimy na kontynencie brakowało kawałka lodu większego niż Europa Zachodnia.

"Wszyscy myśleliśmy, że minimum to wszystko, co może się wydarzyć; to był rok 2023, a nie 2070. Kiedy więc nadeszła zima, nie mogliśmy uwierzyć własnym oczom" - powiedziała Live Science Ariane Puric, badaczka klimatu Antarktydy z Monash University w Australii.

Teraz, w 2024 r., zasięg lodu morskiego osiągnął kolejny niemal rekordowo niski poziom 985 milionów kilometrów kwadratowych na dzień 20 lutego.

Na Antarktydzie nastąpiła głęboka "zmiana reżimu", a klimatolodzy próbują zrozumieć, co będzie dalej.

"Kiedy zmienia się jakakolwiek część systemu klimatycznego, ma to wpływ na cały świat - niekoniecznie natychmiast, ale przez wiele lat" - mówi Gilbert. "Tak więc, gdy coraz bardziej naciskamy na system, sprawiamy, że te fale są coraz większe. I w końcu je odczujemy".

Lód jest sercem oceanu

Kiedy zima zastępuje lato na Antarktydzie, powierzchnia lodu morskiego wzrasta z 3 do 18 milionów kilometrów kwadratowych, pokrywając 4% powierzchni Ziemi nierównymi białymi płytkami.

Większość tego lodu morskiego powstaje podczas nocy polarnej, która trwa tygodniami, na obszarach otwartej wody. Jest to pływający szelf lodowy, który omija kontynent. Pod wpływem silnych wiatrów z lądu, otwory z wodą morską wewnątrz lodowca zamarzają. Są one pokryte śniegiem, który tworzy pokrywę lodową.

Przybrzeżna mozaika lodowa pełni różne funkcje. Po pierwsze, utrzymuje ciepłą wodę morską z dala od kruchego lodu lądowego kontynentu i chroni jego lodowce. Powierzchnia lodu morskiego odbija część energii słonecznej w przestrzeń kosmiczną w procesie znanym jako efekt albedo.

Te pływające platformy lodowe odgrywają również kluczową rolę w ekosystemie Antarktydy, zapewniając siedlisko stworzeniom takim jak pingwiny i kryl. Kryle żywią się fotosyntetyzującymi algami rosnącymi wokół platform, a ich odchody wychwytują dwutlenek węgla, który następnie opada na dno oceanu.

Lód morski pomaga również napędzać przenośnik cyrkulacji oceanicznej. Gdy lód morski topnieje, zimna woda spływająca kaskadowo z szelfu kontynentalnego wypycha głębsze wody dalej w dół i na zewnątrz, napędzając prąd okołobiegunowy, który napędza wszystkie prądy oceaniczne na świecie. W rzeczywistości 40% światowych oceanów pochodzi z wybrzeży Antarktydy. Kontynent ten ma zatem kluczowe znaczenie dla regulacji regionalnego klimatu na całej planecie.

Rytmiczne rozszerzanie się i kurczenie pokrywy lodowej jest jak bicie serca, które przenosi składniki odżywcze, tlen i ciepło na całym świecie, podczas gdy dwutlenek węgla tonie w głębinach oceanu, gdzie około 30% emisji dwutlenku węgla jest uwięzione przez setki lat.

Przez większość naszej historii bicie serca oceanu - i jego wpływ na cykl węglowy i cyrkulację oceaniczną - było dość stabilne. Ale potem wszystko się zmieniło.

Globalna katastrofa?

Od 1979 roku lód morski na Ziemi jest corocznie mapowany za pomocą zapisów satelitarnych, które mierzą wahania lodu morskiego na obu biegunach.

Przyszłość Arktyki zawsze była prosta i ponura: stały spadek pokrywy lodowej o ponad 12% co dekadę.

Jednak na przeciwległym krańcu planety Antarktyda wydawała się pokonywać wszelkie przeciwności. Do 2015 r. obszar lodu na Antarktydzie nie tylko nie zmniejszył się, ale nieznacznie wzrósł, a w 2014 r. osiągnął historycznie wysoki poziom. Oznacza to, że kiedy w 2016 r. rozpoczął się gwałtowny spadek, naukowcy nie byli pewni, czy są świadkami przypadkowego zdarzenia, czy też złowieszczej, fundamentalnej zmiany.

"Jest całkiem możliwe, że to, co działo się przez ostatnie siedem lat, może trwać nadal" - powiedział Live Science Martin Siegert, glacjolog, który prowadził badania nad spadkiem lodu morskiego na Antarktydzie.

Kluczowym czynnikiem szybkiego topnienia Arktyki jest proces zwany sprzężeniem zwrotnym albedo powierzchni. Topniejący lód morski otwiera ciemniejsze wody, które pochłaniają więcej światła słonecznego. To błędne odwrócenie efektu albedo przekształciło Arktykę z lodówki w grzejnik i obecnie nagrzewa się ona cztery razy szybciej niż reszta świata.

"Jeśli zaczniemy tracić lód morski każdego roku, a Antarktyka przejdzie ten sam proces co Arktyka, Antarktyka będzie się nagrzewać w przyspieszonym tempie. To będzie katastrofa dla naszej planety" - powiedział Siegert.

Wcześniej naukowcy mieli nadzieję, że złożony system Antarktydy tymczasowo ustabilizuje globalny klimat. Teraz ta nadzieja zniknęła.

Znaleziono pierwsze dowody na to, że zmiana w systemie lodu morskiego na Antarktydzie nie była zdarzeniem losowym: W 2015 roku Ocean Południowy zaczął się ocieplać na głębokości od 100 do 200 metrów i od tego czasu pozostaje ciepły.

Ponieważ utrata lodu morskiego zwykle występuje w regionach o wysokim poziomie ocieplenia oceanu, ten ostatni zmienił sposób interakcji atmosfery i oceanu w celu utworzenia lodu, wprowadzając system Antarktydy w nowy stan. Według Puricha to właśnie ta zmiana spowodowała zeszłoroczny rekordowo niski poziom.

Nowa Antarktyka zachowuje się inaczej. Przed widoczną zmianą nie było związku między lodem morskim występującym podczas letniego minimum a lodem występującym podczas zimowego maksimum. Teraz są one ze sobą ściśle powiązane.

Co będzie dalej?

Bezpośrednie skutki spadku lodu morskiego na Antarktydzie są już odczuwalne. Na przykład kolejny spadek spowodował masową śmierć piskląt pingwina cesarskiego na Antarktydzie Zachodniej, a naukowcy spodziewają się, że następnym razem umrze jeszcze więcej piskląt. Ponadto dwa lata temu Antarktyda Wschodnia doświadczyła największej fali upałów w historii, a temperatury wzrosły do 40 stopni Celsjusza powyżej normy.

Przewiduje się również, że głębokie prądy oceaniczne otaczające Antarktydę, które już spowolniły o 30% od lat 90-tych, spowolnią o kolejne 40% do 2050 roku.

Pomimo przyspieszonej reakcji spowodowanej sprzężeniem zwrotnym albedo, naukowcy uważają, aby nie nazwać spadku lodu morskiego na Antarktydzie nieodwracalnym punktem krytycznym.

"Jeśli zrobi się trochę chłodniej, lód morski może ponownie zamarznąć" - twierdzą naukowcy.

Największą obawą jest jednak to, że brak lodu morskiego może wywołać inne, długoterminowe punkty krytyczne w regionie.

"W przypadku braku lodu morskiego fala oceaniczna może rozbić szelfy lodowe szybciej niż w przeciwnym razie" - powiedział Purich. "Gdy szelfy lodowe oderwą się, lód lądowy, który wspierają, może zsunąć się do oceanu".

Gdyby tylko pokrywa lodowa Antarktydy Zachodniej rozpadła się i stopiła do morza, doprowadziłoby to do wzrostu globalnego poziomu morza o około 3,4 metra.

Osłabienie cyrkulacji oceanicznej spowodowane przez Antarktydę może również przyspieszyć zanik kluczowych prądów oceanicznych, takich jak atlantycka cyrkulacja południkowa (AMOC), która pomaga utrzymać umiarkowany klimat na półkuli północnej.

Ostatnio alarmujące badania wskazują na spadek siły AMOC. Jeśli prąd oceaniczny osłabnie w taki sam sposób, jak podczas ostatniej epoki lodowcowej, temperatury w Europie i Ameryce Północnej mogą spaść o 9 stopni Fahrenheita (5°C) w ciągu dekady.

Czas i wpływ tych drugorzędnych momentów stały się kluczowymi pytaniami. Jednak pomimo zgody co do wyraźnego wpływu zmian klimatu, złożoność Antarktydy, brak danych historycznych i trudności w uzyskaniu funduszy na ich gromadzenie utrudniają dokładne prognozy.

"Antarktyda jest złożona. Trudno ją modelować, bardzo trudno ją zmierzyć. Trudno się tam nawet dostać. Ale obecnie istnieje duży rozmach badawczy, aby powiedzieć: "Spójrz, musimy zrobić więcej"" - powiedziała Caroline Holmes, badaczka polarna w British Antarctic Survey.

Tymczasem oczywista recepta na nasze chore systemy planetarne jest nadal aktualna: pilne i głębokie cięcia globalnych emisji CO2, powiedział Siegert.

"Jedyną drogą naprzód jest dekarbonizacja. Ale nawet jeśli zrobimy to tak szybko, jak to możliwe, nie oznacza to, że nie będziemy musieli stawić czoła najgorszym scenariuszom" - powiedział Siegert.

Klimatolodzy obawiają się, że niski poziom lodu morskiego może być początkiem zmiany reżimu i mieć dramatyczne konsekwencje dla klimatu.

Śledź OBOZ.UA na Telegramie i Viberze, aby być na bieżąco z najnowszymi wydarzeniami.