Φύλλο πάγου της Ανταρκτικής

Το φύλλο πάγου της Ανταρκτικής είναι ένα από τα δύο πολικά καλύμματα πάγου της Γης. Καλύπτει περίπου το 98% της ηπείρου της Ανταρκτικής και είναι η μεγαλύτερη μεμονωμένη μάζα πάγου στη Γη. Καλύπτει έκταση σχεδόν 14 εκατομμυρίων τετραγωνικών χιλιομέτρων και περιέχει 26,5 εκατομμύρια κυβικά χιλιόμετρα πάγου. Ένα κυβικό χιλιόμετρο πάγου ζυγίζει περίπου ένα μετρικό gigaton (1 εκατομμύριο τόνοι), που σημαίνει ότι το φύλλο πάγου ζυγίζει 26.500.000 gigatons. Περίπου το 61% του συνόλου του γλυκού νερού στη Γη διατηρείται στο φύλλο πάγου της Ανταρκτικής, ποσό που ισοδυναμεί με περίπου 58 μέτρα αύξησης της στάθμης της θάλασσας. Στην Ανατολική Ανταρκτική, το φύλλο πάγου στηρίζεται σε μια μεγάλη μάζα εδάφους, ενώ στη Δυτική Ανταρκτική η κοίτη μπορεί να εκτείνεται σε βάθος πάνω από 2.500 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας. Οι δορυφορικές μετρήσεις από τη NASA υποδεικνύουν ότι το πάχος του φύλλου αυξάνεται ακόμα πάνω από την ήπειρο, ξεπερνώντας τις απώλειες στα άκρα. Οι λόγοι που συμβαίνει αυτό δεν έχουν κατανοηθεί πλήρως, αλλά οι προτάσεις περιλαμβάνουν τις κλιματολογικές επιπτώσεις στην ωκεάνια και την ατμοσφαιρική κυκλοφορία της τρύπας του όζοντος, και / ή τις χαμηλότερες θερμοκρασίες της επιφάνειας του ωκεανού καθώς τα θερμαινόμενα βαθιά νερά λιώνουν τον παγομανδύα υφαλοκρηπίδας.

 Η δημιουργία της Ανταρκτικής ξεκίνησε στο μέσο του Ηώκαινου πριν από περίπου 45,5 εκατομμύρια χρόνια και κλιμακώθηκε κατά τη διάρκεια της μετάβασης προς το Ολιγόκαινο πριν από περίπου 34 εκατομμύρια χρόνια. Τα επίπεδα CO2 ήταν τότε περίπου 760 ppm και είχαν μειωθεί από τα προηγούμενα επίπεδα των χιλιάδων ppm. Η μείωση του διοξειδίου του άνθρακα, με σημείο καμπής τα 600 ppm, ήταν ο πρωταρχικός παράγοντας σχηματισμού του παγετώνα της Ανταρκτικής. Ο σχηματισμός του παγετώνα ευνοήθηκε κατά το διάστημα που η τροχιά της Γης ευνόησε τα ψυχρά καλοκαίρια, αλλά οι διακυμάνσεις του δείκτη ισοτόπων οξυγόνου ήταν πολύ μεγάλες για να εξηγηθούν μόνο από την ανάπτυξη φύλλων πάγου στην Ανταρκτική, υποδεικνύοντας μια εποχή παγετώνων κάποιου μεγέθους. Το άνοιγμα του πορθμού του Ντρέικ μπορεί να διαδραμάτισε επίσης κάποιο ρόλο, αν και μοντέλα των αλλαγών υποδηλώνουν ότι τα μειωμένα επίπεδα CO2 ήταν πιο σημαντικά.Το φύλλο πάγου της Δυτικής Ανταρκτικής μειώθηκε κάπως κατά τη διάρκεια της θερμής πρώιμης εποχής του Πλειόκαινου, περίπου πριν από 5 έως 3 εκατομμύρια χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου άνοιξε η θάλασσα Ρος. Αλλά δεν υπήρξε σημαντική μείωση στο χερσαίο πάγο της Ανατολικής Ανταρκτικής. Σύμφωνα με μια μελέτη του 2009, η τάση της μέσης επιφανειακής θερμοκρασίας της Ανταρκτικής είναι θετική και σημαντική σε >0,05 °C/δεκαετία από το 1957. Η Δυτική Ανταρκτική έχει θερμανθεί περισσότερο από 0,1 °C/δεκαετία τα τελευταία 50 χρόνια, και η θέρμανση αυτή είναι ισχυρότερη το χειμώνα και την άνοιξη. Αν και αυτό αντισταθμίζεται εν μέρει από την ψύξη στην Ανατολική Ανταρκτική, το αποτέλεσμα αυτό περιορίζεται στις δεκαετίες του 1980 και του 1990. Ο πάγος μπαίνει στο φύλλο μέσω της χιονοπτωσης. Αυτό το χιόνι στη συνέχεια συμπιέζεται για να σχηματίσει τον παγετώνα που κινείται υπό την επίδραση της βαρύτητας προς την ακτή. Το μεγαλύτερο μέρος του μεταφέρεται στην ακτή από γρήγορα κινούμενα ρεύματα πάγου. Ο πάγος στη συνέχεια περνά στον ωκεανό, σχηματίζοντας συχνά τεράστιους επιπλέοντες παγομανδύες υφαλοκρηπίδας. Οι παγομανδύες έπειτα λιώνουν ή υφίστανται διαρρήξεις που γεννούν παγόβουνα. Εάν η μεταφορά του πάγου από την ξηρά στη θάλασσα εξισορροπείται από το χιόνι που πέφτει στην ξηρά, τότε δεν θα υπάρξει καθαρή συμβολή στη παγκόσμια στάθμη της θάλασσας. Η γενική τάση δείχνει ότι ένα θερμότερο κλίμα στο νότιο ημισφαίριο θα μεταφέρει περισσότερη υγρασία στην Ανταρκτική, προκαλώντας την ανάπτυξη των εσωτερικών φύλλων πάγου, ενώ θα αυξηθούν τα γεγονότα διάρρηξης κατά μήκος των ακτών, αναγκάζοντας αυτές τις περιοχές να συρρικνωθούν. Μια μελέτη του 2006 από δορυφορικά δεδομένα, μετρώντας τις αλλαγές στη βαρύτητα της μάζας του πάγου, υποδηλώνει ότι η συνολική ποσότητα πάγου στην Ανταρκτική έχει αρχίσει να μειώνεται τα τελευταία χρόνια. Μια μελέτη του 2008 συνέκρινε τον πάγο που έφυγε από το φύλλο πάγου, μετρώντας την ταχύτητα και το πάχος του πάγου κατά μήκος της ακτής, με το μέγεθος της συσσώρευσης χιονιού στην ήπειρο. Αυτό διαπίστωσε ότι το φύλλο πάγου της Ανατολικής Ανταρκτικής ήταν σε ισορροπία, αλλά το φύλλο πάγου της Δυτικής Ανταρκτικής έχασε μάζα. Αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στην επιτάχυνση των παγωμένων ρευμάτων όπως το ρεύμα του παγετώνα Pine Island. Αυτά τα αποτελέσματα συμφωνούν στενά με τις αλλαγές της βαρύτητας. Μια εργασία, που δημοσιεύθηκε τον Νοέμβριο του 2012 και βασίστηκε στα δεδομένα GRACE καθώς και σε ένα βελτιωμένο μοντέλο ισοστατικής προσαρμογής του παγετώνα, μελέτησε τη συστηματική αβεβαιότητα στις εκτιμήσεις, και μελετώντας 26 ξεχωριστές περιοχές, εκτίμησε μια μέση ετήσια απώλεια μάζας 69 ± 18 Gt/y από 2002 έως 2010 (αύξηση της στάθμης της θάλασσας 0,16 ± 0,043 mm/y). Η απώλεια μάζας δεν ήταν γεωγραφικά ομοιόμορφη και έγινε κυρίως κατά μήκος της ακτής της θάλασσας Άμουντσεν, ενώ η μάζα του φύλλου πάγου της Δυτικής Ανταρκτικής ήταν περίπου σταθερή και το φύλλο πάγου της Ανατολικής Ανταρκτικής αυξήθηκε σε μάζα.Οι ανωμαλίες στον πάγο της Ανταρκτικής έχουν ακολουθήσει περίπου το μοτίβο της υπερθέρμανσης, με τις μεγαλύτερες μειώσεις να συμβαίνουν στα παράλια της Δυτικής Ανταρκτικής. Ο θαλάσσιος πάγος της Ανατολικής Ανταρκτικής αυξάνεται από το 1978 και μετά, αν και όχι με στατιστικά σημαντικό ρυθμό. Η ατμοσφαιρική υπερθέρμανση συνδέεται άμεσα με τις μαζικές απώλειες στη Δυτική Ανταρκτική την πρώτη δεκαετία του 21ου αιώνα. Αυτή η μαζική απώλεια είναι πιο πιθανό να οφείλεται στην αυξημένη τήξη των παγομανδυών λόγω αλλαγών στα πρότυπα κυκλοφορίας των ωκεανών (τα οποία μπορεί να συνδέονται με τις αλλαγές στην ατμοσφαιρική κυκλοφορία που μπορεί επίσης να εξηγήσουν τις τάσεις της θέρμανσης στη Δυτική Ανταρκτική). Η τήξη των παγομανδυών με τη σειρά της προκαλεί επιτάχυνση των ρευμάτων πάγου. Το λιώσιμο και η εξαφάνιση των πλωτών παγομανδυών θα έχει μια μικρή μόνο επίδραση στη στάθμη της θάλασσας, η οποία οφείλεται σε διαφορές αλατότητας. Η πιο σημαντική συνέπεια της αυξημένης τήξης τους είναι η επιτάχυνση των ρευμάτων πάγου στη γη που υποστηρίζονται από τους παγομαδύες αυτούς. Μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια ενημέρωσε τα προηγούμενα αποτελέσματα από το 1979 έως το 2017, τα οποία βελτίωσαν τις χρονοσειρές για πιο ακριβή αποτελέσματα. Το άρθρο τους, που δημοσιεύθηκε τον Ιανουάριο του 2019, κάλυψε τέσσερις δεκαετίες πληροφοριών για την Ανταρκτική, αποκαλύπτοντας τη συνολική απώλεια μάζας που αυξήθηκε σταδιακά ανά δεκαετία. 40 ± 9 Gt/y από το 1979 έως το 1990, 50 ± 14 Gt/y από το 1989 έως το 2000, 166 ± 18 Gt/y από το 1999 έως το 2009 και τέλος 252 ± 26 Gt/y από το 2009 έως το 2017. Η πλειονότητα της απώλειας μάζας βρισκόταν στον τομέα της θάλασσας Άμουντσεν, η οποία παρουσίασε απώλειες έως και 159 ± 8 Gt/y. Υπάρχουν περιοχές που δεν έχουν υποστεί καθόλου απώλειες, όπως ο παγομανδύας East Ross. Αυτή η βελτιωμένη μελέτη αποκάλυψε μια επιτάχυνση σχεδόν 280% σε διάστημα τεσσάρων δεκαετιών. Η μελέτη αμφισβητεί προηγούμενες υποθέσεις, όπως την πεποίθηση ότι η βαριά τήξη ξεκίνησε τη δεκαετία του 1940 έως το 1970, γεγονός που υποδηλώνει ότι πιο πρόσφατες ανθρωπογενείς δράσεις έχουν προκαλέσει επιτάχυνση της τήξης.