Naukowcy odkryli brakujący element układanki stojący za rzadkim pęknięciem lodu morskiego wokół Antarktydy, który był prawie dwukrotnie większy od Walii i miał miejsce zimą 2016 i 2017 roku.
Badanie ujawniło kluczowy proces, który umykał naukowcom, dotyczący tego, w jaki sposób otwór, zwany połyną, może się uformować i przetrwać przez kilka tygodni.
Zespół naukowców z Uniwersytetu w Southampton, Uniwersytetu w Göteborgu i Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego badał region Maudrise Polynya – nazwany na cześć przypominającego górę obiektu zanurzonego w wznoszącym się nad nim Morzu Weddella.
Odkryli, że połynia wynika ze złożonych interakcji między wiatrami, prądami oceanicznymi i wyjątkową geografią dna oceanu, które transportują ciepło i sól w kierunku powierzchni.
Na Antarktydzie powierzchnia oceanu zamarza zimą, a lód morski pokrywa obszar dwukrotnie większy od kontynentalnych Stanów Zjednoczonych.
Na obszarach przybrzeżnych lód morski pęka co roku. Tutaj z kontynentu wieją silne wiatry przybrzeżne, które odpychają lód, odsłaniając wodę morską poniżej. Bardzo rzadko zdarza się, aby te połyny tworzyły się w lodzie morskim nad otwartym oceanem, setki kilometrów od wybrzeża, gdzie morza mają głębokość tysięcy metrów.
Aditya Narayanan, pracownik naukowy ze stopniem doktora na Uniwersytecie w Southampton, który kierował badaniami, powiedział: „Polynya Maudrise została odkryta w latach 70. XX wieku, kiedy po raz pierwszy wystrzelono satelity teledetekcyjne, które mogły widzieć lód morski nad Oceanem Południowym przez kolejne zimy od 1974 r. do 1976 r. oceanografowie zakładali wówczas, że zjawisko to będzie zjawiskiem corocznym, ale od lat 70. XX wieku występuje ono jedynie sporadycznie i przez krótkie okresy.
„W 2017 r. po raz pierwszy od lat 70. XX wieku widzieliśmy w Morzu Weddella tak dużą, długowieczną połynię”.
W latach 2016 i 2017 Wielki Okrągły Prąd Okołobiegunowy wokół Morza Weddella stał się silniejszy. Jednym z rezultatów jest to, że głęboka warstwa ciepłej, słonej wody podnosi się, ułatwiając pionowe mieszanie się soli i ciepła z wodą powierzchniową.
„Ten wzrost pomaga wyjaśnić, w jaki sposób topnieje lód morski” – powiedział Fabian Roque, profesor oceanografii fizycznej na Uniwersytecie w Göteborgu i współautor artykułu. „Ale w miarę topnienia lód morski uzupełnia wodę powierzchniową”. To z kolei musi położyć kres mieszaniu. Aby połynia mogła kontynuować proces, musi nastąpić inny proces i skądś musi nastąpić dodatkowy dopływ soli.
Naukowcy wykorzystali zdalnie wykrywane mapy lodu morskiego, obserwacje z niezależnych boi i oznakowane ssaki morskie, a także obliczeniowy model stanu oceanu. Odkryli, że gdy Prąd Morski Weddella płynął wokół Maud Rise, burzliwe wiry transportowały sól na szczyt góry morskiej.
Stąd proces zwany „transportem Ekmana” pomógł w transporcie soli na północną stronę rzeki Mud Rise, gdzie po raz pierwszy utworzyła się połynia. Transport Ekmana polega na ruchu wody pod kątem 90 stopni w kierunku wiatru wiejącego powyżej, wpływając na prądy oceaniczne.
„Transport Ekmana był brakującym kluczowym składnikiem niezbędnym do zwiększenia bilansu soli i utrzymania mieszania się soli i ciepła z wodami powierzchniowymi” – mówi współautor, profesor Alberto Navera Garabato, również z Uniwersytetu w Southampton.
Połynie to obszary, w których następuje wymiana dużej ilości ciepła i węgla między oceanem a atmosferą. Do tego stopnia, że może to wpłynąć na budżet regionu na ciepło i emisję dwutlenku węgla.
„Podpis połyny może pozostawać w wodzie przez wiele lat po utworzeniu” – stwierdziła profesor Sarah Gill z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, kolejna współautorka badania. „Może zmienić sposób poruszania się wody i prądów ciepło.” „W kierunku kontynentu powstająca tutaj gęsta woda może rozprzestrzenić się po całym Oceanie Światowym”.
Niektóre z tych samych procesów związanych z powstawaniem błota Polynya, takie jak podnoszenie się głębokiej, słonej wody, prowadzą również do ogólnego spadku pokrywy lodowej na Oceanie Południowym.
Profesor Gill dodał: „Po raz pierwszy od rozpoczęcia obserwacji w latach 70. XX w. można zaobserwować negatywną tendencję w zakresie lodu morskiego na Oceanie Południowym, która rozpoczęła się około 2016 r. Wcześniej sytuacja była w miarę stabilna”.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
