Тъй като нивата на въглеродния диоксид на парникови газове се покачват и затоплят земното кълбо, ледът на Антарктида ще стане по-уязвим за цикли в астрономически мащаб, особено наклона на нашата планета е, когато се върти около оста си.
Нови проучвания установяват, че в продължение на 30 милиона години ледените покривки на Антарктида реагират най-силно на ъгъла на наклона на Земята по оста си, когато ледът се разпростира в океаните, взаимодействайки с течения, които могат да донесат топла вода в своите краища и да доведат до увеличаване топене. Ефектът от наклона достигна пика, когато нивата на въглероден диоксид бяха подобни на тези, които учените прогнозират за следващия век, ако хората не получат емисии под контрол.
Тъй като нивата на въглероден диоксид изтласкват над 400 части на милион, климатът ще стане по-чувствителен към наклона на Земята или наклоняването, съобщават изследователи на 14 януари в списанието Nature Geoscience.
„Наистина критично е количеството въглероден диоксид в атмосферата“, казва съавторът на изследването Стивън Майерс, палеоклиматолог от Университета на Уисконсин, Медисън.
Сценарий за висок въглероден двуокис и висок ъгъл на наклона може да бъде особено пагубен за лед, покриващ дебели километри Антарктида.
Реконструиране на миналото
За около 40 000 години земната ос се накланя напред-назад „като люлеещ се стол“, каза Майерс. В момента това наклонение е около 23,4 градуса, но може да бъде едва 22,1 градуса или колкото 24,5 градуса.
Наклонът има значение за това кога и къде слънчевата светлина удря земното кълбо и по този начин може да повлияе на климата.
За да реконструират история как ледът на Антарктида е реагирал на този наклон, Майерс и неговите съавтори са използвали няколко източника на информация за климатичното минало на Земята. Един източник е калциевият карбонат от океанското дъно, изоставен от едноклетъчните организми, наречени бентосни фораминифера. Тези организми отделят калциева карбонатна обвивка около себе си, заключвайки се в глобален, непрекъснат запис на химията на океаните и атмосферата.
Записите на утайките от Антарктида осигуряват друг източник на климатична история - специалност на съавтор на изследването и палеоклиматолог Ричард Леви от GNS Science и Виктория от Уелингтън от Нова Зеландия. Тези седименти, пробити от дъното на океана в дълги колоновидни ядра, също съхраняват рекорди за миналото. Ледник например изхвърля отличителна смес от кал, пясък и чакъл там, където седи. Тези сърцевини предоставят много подробна картина на мястото, където някога са били ледените покривки, каза Майерс, но има пропуски в записа.
Ледени цикли
С данни от двата източника изследователите събраха история на Антарктида от 34 милиона до 5 милиона години. Първите големи ледени покривки на Антарктида се образуват преди 34 милиона години, каза Леви, а целогодишният морски лед стана норма само преди 3 милиона години, когато нивата на въглероден диоксид паднаха под 400 части на милион.
От преди 34 милиона години до преди около 25 милиона години въглеродният диоксид е бил много висок (600 до 800 ppm) и по-голямата част от ледовете на Антарктида са били на сушата, не са в контакт с морето. Ледният напредък и оттеглянето на континента бяха относително нечувствителни към наклона на планетата по това време, установиха изследователите. Между около 24,5 милиона и около 14 милиона години атмосферният въглероден диоксид спадна до между 400 и 600 ppm. Ледените покривки навлизат по-често в морето, но не много плаващ морски лед. По това време планетата стана доста чувствителна към наклона на земната ос.
Между 13 милиона и 5 милиона години нивата на въглероден диоксид отново спаднаха, достигайки едва 200 ppm. Плаващият морски лед става по-изявен, образувайки кора над открит океан през зимата и изтъняващ само през лятото. Чувствителността към наклона на Земята намаля.
Не е напълно ясно защо се случва тази промяна в чувствителността към наклонението, каза Леви пред Live Science, но изглежда причината е свързана с контакта между леда и океана. В моменти на висок наклон полярните райони се затоплят, а температурните разлики между екватора и полюсите стават по-малко екстремни. Това от своя страна променя моделите на вятъра и тока - които до голяма степен се движат от тази температурна разлика - в крайна сметка увеличава притока на топла океанска вода до ръба на Антарктида.
Когато ледът е предимно на сушата, този поток не докосва леда. Но когато ледените плоскости са заземени срещу дъното на океана, при контакт с теченията потокът от топла вода има голямо значение. Плаващият морски лед изглежда блокира част от потока, намалявайки склонността на ледения лист да се топи. Но когато нивата на въглероден диоксид са достатъчно високи, че плаващ морски лед се стопява, нищо не спира тези топли течения. Точно тогава наклона на Земята изглежда има най-голямо значение, както се е случило преди 24,5 милиона и 14 милиона години.
Тази история изпитва проблеми за бъдещето на Антарктида. През 2016 г. нивото на въглероден диоксид в земната атмосфера скочи за постоянно над 400 ppm. Последният път в геоложката история на Земята, че въглеродният диоксид е бил толкова висок, в Антарктида няма целогодишен морски лед, каза Леви. Ако емисиите продължат такива, каквито са, морският лед ще се разпадне, каза Леви, "и ние ще скочим обратно към свят, който не съществува от милиони години".
"Уязвимите морски ледени покривки на Антарктида ще почувстват ефекта на сегашния ни сравнително висок наклон и затоплянето на океана в границите на Антарктида ще се засили", каза той.
В понеделник (14 януари) друга група изследователи съобщиха, че скоростта на стопяването на Антарктида е вече шест пъти по-бърза, отколкото е била само преди няколко десетилетия. Изследователите установили, че континентът губи около 40 гигатона лед годишно между 1979 и 1990 г. Между 2009 и 2017 г. той губи средно 252 гигатона лед годишно.
Сега изследователите разглеждат малките вариации на чувствителността към наклона на Земята, които се срещат в трите широки модела, които са открили, но основното послание вече е ясно, каза Леви.
„Антарктически морски лед е очевидно важен“, каза той. "Трябва да продължим и да измислим начини за постигане на целите на емисиите."
