Огромни дупки в зимния леден пакет в Антарктида се появяват спорадично от 70-те години насам, но причината за образуването им е до голяма степен загадъчна.
Учените с помощта на плаващи роботи и технически оборудвани тюлени може да имат отговора: Така наречените полини (руски за "открита вода") изглежда са резултат от бури и сол, откриват нови изследвания.
Полиниите получат много внимание напоследък, защото две много големи се отвориха в морето на Уделдел през 2016 и 2017 г .; в последното събитие, откритите води се простираха на 115 097 квадратни мили (298 100 квадратни километра), според статия, публикувана през април в списанието Geophysical Research Letters.
Сега най-изчерпателният поглед върху океанските условия по време на формирането на полиния разкрива, че тези участъци от открита вода нарастват поради краткосрочните изменения на климата и особено гадното време. Полиниите също отделят много дълбока океанска топлина в атмосферата, с последствия, които учените все още разработват.
„Това може да променя метеорологичните модели около Антарктида“, казва пред Live Science ръководителят на изследването Итън Кембъл, докторант по океанография в Университета на Вашингтон. "Възможно по-далеч."
Наблюдение на открития океан
Изследователите вече подозират, че бурите имат известна роля в създаването на полинии през последните години. Документ, публикуван през април от атмосферните учени в Journal of Geophysical Research: Atmospheres посочи особено бурна буря със скорост на вятъра до 72 мили в час (117 километра в час) през 2017 г.
Но въпреки че зимните бури на 2016 и 2017 г. бяха екстремни, бурните морета са норма в зимата на Антарктида, каза Кембъл.
"Ако бяха само бури, щяхме да виждаме полини през цялото време, но не го правим", каза той. Вместо това големите полинии са сравнително редки. Имаше три огромни през 1974, 1975 и 1976 г., но отново нищо значимо до 2016 година.
Кембъл и неговият екип са черпили данни от два роботизирани поплавъка с човешки размери, които са били разположени в морето на Weddell от финансирания от Националната научна фондация проект за наблюдения и моделиране на въглеродни и климатични условия и моделиране на Южен океан (SOCCOM). Поплавките се носят в теченията на около една миля под повърхността на океана, каза Кембъл, събирайки данни за температурата на водата, солеността и съдържанието на въглерод.
За сравнение, изследователите са използвали целогодишни наблюдения от изследователски кораби в Антарктида и дори научни тюлени - диви перки, снабдени с малки инструменти, за да събират данни от океана, докато животните извършват обичайните си пътувания.
Бурни морета
Взети заедно, тези наблюдения обясниха пълната история на полиниите 2016 и 2017. Първата съставка, каза Кембъл, беше част от климатичния модел, наречен Режим на южните годишнини, полярната версия на Ел Ниньо. Камбел каза, че редовната промяна в климата, която може да носи ветрове или по-далеч от брега на Антарктида, в този случай те стават по-слаби или по-близо до брега, стават все по-силни. Когато променливостта измести ветровете по-близо и по-силно, тя създава по-голямо навлизане на топла, солена вода от дълбоко в морето на Уделдел към по-студената и свежа океанска повърхност.
Този климатичен модел и последващото нарастване направи океанската повърхност необичайно солена през 2016 г., каза Кембъл, което от своя страна улесни океанската вода да се смесва вертикално. Обикновено разликите в солеността държат океанските слоеве разделени, точно както по-малко гъсто масло плава отгоре и отказва да се смеси. Но тъй като повърхността на океана беше необичайно солена, имаше по-малка разлика между повърхността и по-дълбоките води.
"Океанът беше необичайно солен на повърхността и това направи бариерата за смесване много по-слаба", каза Кембъл.
Сега целият океан беше нужен. А зимите от 2016 и 2017 г. осигуриха лъжицата. Големите бури създадоха вятър и вълни, които смесиха водата вертикално, извеждайки топла вода от океанското дъно, която стопи морския лед.
Ефектите от образуваните полинии все още са някак загадъчни. Изследователите установили, че вътрешността на океана под тях се охлажда с 0,36 градуса по Фаренхайт (0,2 градуса по Целзий). Освободената топлина може да промени местните метеорологични модели и дори да измести ветровете в световен мащаб, каза Кембъл.
По-притеснителното, каза той, е, че дълбоката океанска вода, изложена на атмосферата по време на полиния, е потенциално богата на въглерод. Дълбоките антарктически води са гробищата за морския живот, които отделят въглерод при разпадането им. Ако този въглерод попадне в атмосферата чрез полинии, тези отвори с открита вода могат леко да допринесат за климатичните промени, каза Кембъл.
Независимо дали полиниите го правят все още е във въздуха, каза Кембъл, но новото проучване трябва да помогне на учените да определят повече подробности за променящия се климат на Антарктида. Сегашните модели на Антарктида изглежда предсказват повече полинии, отколкото действително съществуват, каза Кембъл. Сега климатичните моделисти ще имат повече данни за подобряване на тези прогнози, създавайки по-добра виртуална Антарктида за разбиране на изменението на климата.
Изследването се появи на 10 юни в списание Nature.
