Ce ne poate învăța Antarctica despre schimbările climatice globale

Închise în gheață sunt indicii despre modul în care clima a răspuns la schimbările din trecut

Ca martori ai schimbării climatice de-a lungul mileniilor, calotele de gheață din Antarctica reprezintă un record unic pentru studierea schimbărilor climatice din trecut, care informează predicțiile despre viitor – dar descifrarea istoriei climatice a unui continent pentru a face predicții despre întreaga planetă necesită o colaborare multinațională.

Calota de gheață a Antarcticii acoperă 8.3% din suprafața Pământului și este cel mai mare depozit de apă dulce înghețată de pe planetă. Dacă toată gheața s-ar topi în apă lichidă, nivelul mării la nivel global ar crește cu 57.9 m (190 ft) - acesta se numește „echivalentul nivelului mării”. Deși acest scenariu este extrem, arată cât de multă apă este stocată în Antarctica și cât de importantă este pentru clima noastră. Calotele de gheață antarctice sunt termostatul planetei, iar acel termostat este controlat de cantitatea de apă înghețată în calotele de gheață.

Pierderea straturilor de gheață creează o buclă de feedback negativ. Calotele de gheață, rafturile și ghețarii acționează ca suprafețe reflectorizante gigantice, răsturnând lumina soarelui înapoi în spațiu. Procedând astfel, mențin Pământul rece (acesta se numește efect de albedo). Dar, pe măsură ce pierdem acele suprafețe albe vaste, mai puțină lumină a Soarelui este reflectată, așa că este posibil ca Pământul să se încălzească.

În timp ce subțierea calotelor de gheață antarctice a fost deja atribuită creșterii temperaturii oceanelor, printre alte cauze, cercetările unui grup de cercetare științifică multinațională au arătat că încălzirea oceanelor a determinat o recesiune majoră a straturilor de gheață din Peninsula Antarctică peste ultimii 9000 de ani. Grupul a proiectat efectele unei creșteri a temperaturii oceanului între 0.3 și 1.5 C la 50-400 m sub nivelul mării și a sugerat că topirea gheții va crește ca urmare.

„Pentru a face acest lucru, a trebuit să ne unim eforturilor, pentru că Antarctica este atât de mare și este aproape neexplorată”, spune Laura de Santis, geolog marin și fost ofițer șef al Trecut învelișul de gheață antarctic (Pais) program de cercetare. Abia după Anul Geofizic Internațional, o inițiativă de îmbunătățire a colaborării științifice în Antarctica, din 1957-58, mai multe țări au investit bani în investigarea Antarcticii. „[În termeni științifici] avem o poveste destul de recentă despre măsurători și investigații științifice în Antarctica.”

Cea mai mare parte a gheții se pierde la periferia calotelor de gheață, unde oceanul se topește și desprinde bucăți de gheață într-un proces numit forțarea oceanului.

Imaginea lui Pippa Whitehouse (Universitatea din Durham, Marea Britanie)

Există trei calote de gheață în Antarctica, cu marea majoritate a gheții în Calota de gheață a Antarcticii de Est (EAIS). Această calotă de gheață acoperă cea mai mare parte a masei terestre antarctice și are un echivalent al nivelului mării de 53.3 m (175 ft), calota de gheață a Antarcticii de Vest mai mică (WAIS), care are vedere la Marea Amundsen și calota de gheață a Peninsulei Antarctice (APIS) , care ajunge în sus spre America de Sud, au echivalente ale nivelului mării de 4.3 m (14 ft) și, respectiv, 0.2 m (0.7 ft).

În centrul EAIS există foarte puține ninsoare și foarte puțină topire la suprafață. O mare parte a anului, această întindere vastă este rece și uscată. În timp ce în jurul coastei de vest există o cantitate mare de zăpadă și o topire considerabilă. Cea mai mare parte a gheții se pierde la periferiile calotelor de gheață, unde oceanul se topește și desprinde bucăți de gheață într-un proces numit forțarea oceanului.

Rata cu care gheața este pierdută în ocean crește. În acest moment, cea mai mare parte a acestei pierderi de masă provine de la WAIS. „În marea majoritate a Antarcticii de Vest, gheața curge direct în ocean”, spune Pippa Whitehouse, geograf, modelator de strat de gheață și fost ofițer șef al Solid Earth Response and influence on Cryospheric Evolution (Serce), un alt program de cercetare condus de către Comitetul științific pentru cercetarea antarctică (CICATRICE). „Gheața se află pe fundul mării, ceea ce este cu adevărat fundamental pentru modul în care răspunde la forțarea climei. Pe măsură ce încălzim oceanul, acel ocean curge chiar lângă stratul de gheață și îl topește de dedesubt.”

Rafturile de gheață joacă un rol important în protejarea Antarcticii.

Odată ce această barieră este îndepărtată, fluxul de gheață către ocean se accelerează foarte mult, ridicând nivelul mării.

Imagine cu Laura de Santis (INOGS, Italia)

Gheața de mare și rafturile de gheață (prelungiri ale straturilor de gheață deasupra apei) nu au un echivalent al nivelului mării. Deoarece plutesc deja pe ocean, dacă s-ar topi, nu ar schimba nivelul mării (ca un cub de gheață care se topește într-o băutură, volumul rămâne același). Dar rafturile de gheață joacă încă un rol important în protejarea Antarcticii, spune Whitehouse. Ele susțin calotele de gheață care se alimentează în ele și, odată ce această barieră este îndepărtată, fluxul de gheață către ocean accelerează foarte mult livrarea gheții debarcate în ocean, ridicând nivelul mării.

„Dacă pierdem acei contraforturi, rata cu care vom pierde mai multă gheață din calotele de gheață va crește”, spune Whitehouse.

Pais, Serce și Instabilități și praguri în Antarctica Programe de cercetare (instantanee) ale SCAR unește oameni de știință din 45 de țări membre, inclusiv geologi, chimiști, biologi și economiști pentru a analiza interacțiunile oceanelor, atmosferei și criosferei pentru a face reconstrucții ale masei calotei glaciare din trecut și proiecții ale masei calotei de gheață în viitor.

„Trebuie să combinăm munca multidisciplinară pentru a înțelege sensibilitatea calotelor de gheață la încălzirea climatică în curs și la o încălzire și mai mare, care este așteptată în viitor în următoarele decenii”, spune de Santis.

Imaginea lui Tim Naish – Universitatea Victoria din Wellington, Noua Zeelandă

Știința sugerează că [topirea stratului de gheață] este instabilă și potențial ireversibilă pe scara de timp umană - Tim Naish

Fiecare expert aduce interese de cercetare unice care ne extind înțelegerea asupra modului în care schimbările climatice afectează diferite sisteme. Forând adânc în pământul înghețat al Antarcticii, apare o lume cu totul nouă. Cu aproximativ 90 de milioane de ani în urmă, în perioada Cretacicului, Antarctica era o mlaștină luxuriantă. Probele de pe pământ de sub gheață conțin polen, spori și rădăcini.

În ciuda aspectului său rece, fundul mării din jurul Antarcticii găzduiește microorganisme minuscule. Unele vieți supraviețuiesc chiar sub gheață, cum ar fi alge și tardigrade în lacurile antarctice subglaciare. În timp ce cercetarea în Antarctica se concentrează pe modelarea calotei de gheață și pe efectul pierderii gheții asupra nivelului mării, există și o casă pentru biologi și ecologisti pe SCAR proiecte.

Efectele schimbărilor climatice ar putea avea ca rezultat schimbări mai mari la polii Pământului decât media globală, într-un proces numit amplificare polară. Proiectul Pais a constatat că amplificarea polară se va accelera, adică raportul de încălzire la poli față de restul lumii va crește.

„Știința sugerează că [topirea calotei de gheață] este instabilă și potențial ireversibilă pe scara umană”, spune Tim Naish, paleoclimatolog și director al Instant. „Ceea ce vedem în datele satelitare și în măsurătorile oceanului este că acolo unde oceanul începe să se încălzească în jurul coastei Antarcticii, gheața curge în acel ocean cald și acele calote de gheață încep să se spargă.”

Naish spune că următorul pas este acela de a comunica mai larg acel mesaj. „O mare parte din ceea ce facem este să explicăm impactul acestor schimbări asupra umanității, asupra societății.”

„Cercetarea științifică pur și simplu nu se mai poate face în back office”, spune Naish. „Trebuie să fie realizat într-un mod co-produs și proiectat împreună cu cei care folosesc și acea știință. Și cred că asta este ceva despre care Scar devine din ce în ce mai conștient.”

Acest articol a fost revizuit de Elvis Bahati Orlendo de la International Foundation For Science, Stockholm și Elodie Chabrol de la Pint of Science.

Plătit și prezentat de Consiliul Științific Internațional.