Naukowcom brakuje słów, aby opisać zmianę zachodzącą na Oceanie Antarktycznym

Skrót wywiadu z 22 kwietnia 2024 roku.


W dniu 16 sierpnia 1897 roku statek badawczy Belgica wypłynął z belgijskiej Antwerpii. Celem podróży jednostki – po postojach w portach tranzytowych w Rio de Janeiro, Montevideo, a następnie Punta Arenas w Chile – była Antarktyda, kontynent, który do tego czasu pozostawał nieznany dla ludzi Zachodu. Nowy ląd nie był łaskawy dla przybyszów. Belgica utknęła w grubej pokrywie lodowej otaczającej kontynent. Kiedy nastała długa antarktyczna noc, 18-osobowa załoga została zepchnięta na skraj możliwości psychicznych i fizycznych – aby przetrwać, polowała na pingwiny i foki.

Jesteśmy tak beznadziejnie odizolowani, jakbyśmy byli na powierzchni Marsa – napisał w 1898 roku Frederick Cook, amerykański lekarz pokładowy. Zanurzamy się coraz głębiej w białą antarktyczną ciszę. Następnej wiosny, gdy wraz z pierwszymi słabymi promieniami światła słonecznego powrócił dzień, trapieni chorobami desperaci zaczęli laskami dynamitu kruszyć lód. Utorowaną w ten sposób drogę ku wolności pokonali tylko dwaj członkowie załogi.

Załoga RV Belgica wraca z lodem – źródłem wody pitnej.

Teraz potężny lód morski, który uwięził i skazał na zagładę uczestników feralnej podróży, znika rokrocznie na długi czas.

Edward Doddridge, oceanograf i klimatolog z Uniwersytetu Tasmańskiego, wykorzystuje modele matematyczne i obserwacje, aby zrozumieć dynamikę regionu Antarktydy. Badacz wyjaśnia planetarne implikacjach braku tamtejszego lodu morskiego.

Edward Doddridge: Rejs RV Belgica w 1897 roku zapoczątkował „heroiczną erę” eksploracji Antarktydy. Na przełomie XIX i XX wieku nie wiedzieliśmy o niej nic. W ciągu dekady ludzie zdołali dotrzeć do bieguna południowego. Nasze naukowe zrozumienie Antarktydy rozpoczęło się od uzyskania tych pierwszych zapisów. Kontynent wciąż uczy nas bardzo wiele.

Wybrzeże Antarktydy, wzdłuż którego płynęła Belgica, jest wolne od lodu przez wiele miesięcy w roku. Dzieje się to po raz pierwszy w historii obserwacji satelitarnych. A jeszcze 125 lat temu była tam pokrywa o grubości 2 metrów. To ogromna zmiana. Gdybyś tego lata popłynął tam statkiem takim jak Belgica, bezproblemowo dobiłbyś do antarktycznego wybrzeża, pohasałbyś na brzegu, po czym bez przeszkód powrócił do Belgii. I najprawdopodobniej nie zobaczyłbyś skutej lodem powierzchni morza.

W 2023 roku, po kilku latach rekordowo niskiego zasięgu w okresie zimowym, lód morski nie odrósł. W lipcu – pod koniec antarktycznej zimy – wokół kontynentu brakowało obszaru lodu większego niż Europa Zachodnia. Będąc badaczem polarnym, który studiuje to zagadnienie przez bardzo długi czas, przyjąłem ten fakt z niedowierzaniem. Pomiary morskiej pokrywy antarktycznej są bardzo dobrze skalibrowane. Wiemy, że satelita dokładnie informuje nas o ilości lodu. Ale patrząc na ten wykres, miałem problem z przyjęciem do wiadomości tego, że może on tak bardzo różnić się od lat minionych.

Społeczność badawcza ma problem z opisaniem, jak niezwykła jest ta zmiana. Sięgamy po słowa takie jak „bezprecedensowa”, „oszałamiająca” lub „niewiarygodna”. Przez pewien czas próbowaliśmy wykorzystać statystyki, aby przekazać opinii publicznej, że było to jedno zdarzenie na wiele tysięcy lub milionów lat; a potem przeszliśmy do miliardów, a nawet dziesięciu miliardów lat.

W pewnym momencie trzeba po prostu zdać sobie sprawę, że statystyki nie są już przydatne do zrozumienia tego zdarzenia. Wykracza ono tak daleko poza to, co widzieliśmy na przestrzeni poprzednich 45 lat, że musimy po prostu przyznać, iż jest to coś całkowicie odmiennego. To wszystko, co możemy zrobić.

Dlaczego byłem przerażony? Arktyka to ocean otoczony kontynentami, podczas gdy Antarktyda to kontynent otoczony oceanem. A zatem w Arktyce ilość zimowego lodu jest ograniczona ilością oceanu. Antarktydzie nigdy nie zabraknie oceanu. Kiedy więc wokół niej tworzy się lód, może on rozszerzać się na dużą odległość, a granicę tej ekspansji determinuje interakcja między oceanem, atmosferą i lodem. Oznacza to, że prądy oceaniczne Antarktydy mają kluczowe znaczenie dla ilości lodu. Wszystko to sprawia, iż modelowanie tego zjawiska jest naprawdę trudne. W przeszłości modele IPCC [Międzyrządowego Zespołu ds. Zmiany Klimatu] sugerowały, że powinniśmy byli tracić lód na Antarktydzie, podobnie jak w Arktyce, ale dane satelitarne zaczęły odzwierciedlać tę prognozę dopiero od 2014 roku.

Kiedy zeszłorocznej zimy lód nie powrócił, było to zdarzenie, którego nie przewidzieliśmy. Oczywiście mieliśmy poczucie, że zmiana klimatu w przyszłości zmniejszy zasięg lodu. Ale gdybyś zapytał klimatologów w 2020 roku: Co się zdarzy w okresie zimowym w 2023 roku?, nikt nie zapowiedziałby tego, co zobaczyliśmy. Ociepla się atmosfera i ocean – oba te czynniki wywierają wpływ na lód morski. Jednakże zrozumienie wszystkich niuansów tych wzajemnych oddziaływań jest naprawdę trudne.

W górnej części oceanu znajduje się tzw. warstwa mieszana. Jej temperatura i poziom zasolenia są praktycznie stałe w każdym miejscu. W okolicach Antarktydy ma w zimie grubość około 100 metrów. Poniżej gromadzi się ciepło pochodzące z innych części oceanu, które miesza się z górną warstwą i może hamować powstawanie lodu morskiego. W naszych badaniach wykazaliśmy, iż temperatury podpowierzchniowe rosną, a w miejscach najcieplejszych obserwujemy największe redukcje lodu.

Lód morski pełni kilka podstawowych funkcji w systemie klimatycznym. Dlatego nagły spadek jego ilości niesie ze sobą konsekwencje globalne. Po pierwsze, jest biały i jasny, a więc odbija promienie słoneczne z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Proces ten izoluje ocean i powstrzymuje wzrost temperatury wód. Bez lodu przyspiesza ocieplenie regionalne i planetarne. Po drugie, na lodzie morskim rosną mikroskopijne rośliny nazywane fitoplanktonem, które absorbują atmosferyczny dwutlenek węgla. Wokół lodu tworzą się również regiony pobierające ten gaz cieplarniany z atmosfery. Dlatego Ocean Południowy pochłonął około 10% CO2 wyemitowanego przez cywilizację przemysłową. Co więcej, fitoplankton jest źródłem pokarmu dla krylu, tak więc jego utrata zagraża całemu ekosystemowi Oceanu Południowego.

Prąd okołobiegunowy Antarktydy napędza cyrkulację termohalinową i globalne prądy oceaniczne – takie jak Atlantycka Merydionalna Cyrkulacja Zwrotna (AMOC) – które uczestniczą w regulowaniu klimat Atlantyku. Zmiany w lodzie morskim z pewnością uderzą w AMOC. Obejmuje on wody tworzące się na północnym Atlantyku, które stają się zimne i słone, po czym opadają i wracają na Antarktydę. Do tego obiegu dochodzi jeszcze jedna pętla zimnych, gęstych wód wokół Antarktydy. Powstawanie tych wód dennych – najgęstszych, najzimniejszych wód we Wszechoceanie – zależy od formowania się lodu morskiego. Kiedy lodowce i pokrywy lodowe na Antarktydzie topnieją, uwalniają słodką wodę do oceanu i tym samym zmniejszają zawartość soli w wodach powierzchniowych. Oznacza to, że stają się niewystarczająco gęste, aby łatwo opadać, co redukuje tempo cyrkulacji. W kilku niedawnych publikacjach sugerowano, iż w ciągu kilku ostatnich dekad AMOC została spowolniona o 30%. Zmiany w lodzie morskim wokół Antarktydy zaburzają globalną cyrkulację zwrotną i dystrybucję ciepła, soli i składników odżywczych, które ze sobą niesie.

Możemy być świadkami początku fundamentalnej zmiany w sposobie, w jaki nasza planeta reguluje temperaturę. Brzmi to bardzo poważnie, ale taka jest prawda. Ocean Południowy stanowi centrum Wszechoceanu. To tam spotykają się Pacyfik, Atlantyk i Ocean Indyjski. Uderzając we wszystkie oceany, zmiany w Oceanie Południowym gwałtownie zmieniają klimat Ziemi.

Ten wpis został opublikowany w kategorii Klimat. Dodaj zakładkę do bezpośredniego odnośnika.