Versteekte Antarktiese onstabiliteit sal waarskynlik seevlak vinniger verhoog oor klimaatimpaknuus
Versteekte Antarktiese Onstabiliteit sal waarskynlik seevlak vinniger verhoog
Onstabiliteit wat in Antarktiese ys versteek word, sal waarskynlik sy vloei in die oseaan versnel en die seevlak tot 'n vinniger tempo styg as voorheen verwag, volgens 'n nuwe studie.
Beelde van verdwynende Arktiese ys- en berggletsers is besig om te skiet, maar hul potensiële bydraes tot die opkoms van die see is nie vir Antarktika se wedstryd nie, selfs al is die terugval van die suidelike ys minder opvallend.
In die laaste ses jaar het vyf noukeurige Antarktiese gletsers hul syfer van ysverlies verdubbel, volgens die Nasionale Wetenskapstigting. Ten minste een, Thwaites-gletser, wat navorsers gemodelleer het vir die nuwe studie, kan in gevaar wees om hierdie onstabiliteit te beswyk, 'n vlugtige proses wat ys vinnig in die see stoot.
Deel van die Thwaites-gletser smelt in die see. Dit is deel van die normale lewe van 'n gletser, maar die tempo van die ys vloei in die see van sommige Antarktiese gletsers het aansienlik versnel, wat kommer veroorsaak. (Krediet: OIB Jeremy Harbeck / NASA)
Antarktika se onseker toekoms
Hoeveel ys sal die gletser in die komende 50 tot 800 jaar vergiet, kan nie presies geprojekteer word nie weens onvoorspelbare fluktuasies in die klimaat en die behoefte aan meer data. Maar navorsers het die onstabiliteit in 500-ijssimulasies vir Thwaites met geraffineerde berekeninge geakkommodeer.
Die scenario's het sterk van mekaar afgewyk, maar het saam aangedui op die uiteindelike uitwerking van die onstabiliteit. Selfs as die opwarming van die aarde later sou staak, sou die onstabiliteit die ys in die komende eeue baie vinnig versnel.
En dit is as yssmelt as gevolg van die opwarming van die oseane nie erger word as dit vandag is nie. Die studie het gegaan met die huidige ys smeltkoerse omdat die navorsers geïnteresseerd was in die onstabiliteitsfaktor op sigself.
Thwaites Gletser se buitenste rand. Soos die gletser in die see vloei, word dit see-ys en ry seevlak. Thwaites-gletser-ys vloei besonder vinnig, en sommige navorsers meen dit kan reeds onstabiliteit getik of naby wees, hoewel dit nog nie vasgestel is nie. (Krediet: James Yungel / NASA)
"As jy hierdie onstabiliteit veroorsaak, hoef jy nie voort te gaan om die ys te dwing deur temperature te verdraai nie. Dit sal vanself bly, en dit is die bekommernis, "sê Alex Robel, 'n assistent professor in die Georgia Institute of Technology se Skool vir Aarde en Atmosferiese Wetenskappe wat die studie gelei het. "Klimaatvariasies sal steeds belangrik wees, want dit sal bepaal hoe vinnig die ys sal beweeg."
"Nadat die wippunt bereik is, kan die Thwaites-gletser al sy ys verloor in 'n tydperk van 150 jaar. Dit sal tot 'n seevlak styging van sowat 'n halwe meter (1.64-voete) lei, "sê die wetenskaplike Helene Seroussi, die NASA se Jet Propulsion Lab, wat saamgewerk het op die studie. Ter vergelyking, die huidige seevlak is 20 cm (byna 8 duim) bo die wêreldwye verwarming vlakke en is die skuld vir verhoogde kus oorstromings.
Die studie toon ook dat die onstabiliteit onsekerheid maak, wat lei tot die breë verspreiding van scenario's. Dit is veral relevant vir die uitdaging van ingenieurswese teen vloed gevare.
"Jy wil kritiese infrastruktuur ontwerp om weerstand te bied teen die boonste grens van potensiële seevlak-scenario's, 'n honderd jaar van nou af," sê Robel. "Dit kan beteken dat jou waterbehandelingsaanlegte en kernreaktore vir die absolute ergste scenario gebou word. Dit kan twee of drie voet seervlakhoogte van die Thwaites-gletser alleen wees, so dit is 'n groot verskil."
Waarom is Antarktiese ys die groot drywer van seevlak styging?
Arktiese see ys dryf al in water. U mag dalk weet dat 90 persent van 'n ysberg se massa onder water is en wanneer die ys smelt, die volume krimp, wat geen verandering in seevlak veroorsaak nie.
Maar as ysmassas lank deur grond ondersteun word, soos berggletsers, smelt, voeg die water wat in die see uit kom, seevlak by. Antarktika het die meeste grondgesteunde ys, alhoewel die grootste deel van die land seebodem net 'n deel van die ys se massa besit, terwyl water 'n deel daarvan inneem. Antarktika is ook 'n ys-leviatan.
"Daar is amper agt keer soveel ys in die Antarktiese ys as wat daar in die Groenland-ys en 50 soveel is as in al die berggletsers ter wêreld," sê Robel.
Veranderinge in die Antarktiese ys se bydrae tot globale seevlak, 1992 tot 2017. (Krediet: IMBIE / NASA / ESA)
Die lyn tussen waar die ys op die seebodem rus en waar dit oor water strek, word die grondlyn genoem. In plekke waar die ondergrond onder die ys agter die grondlyn neerslaan, verdiep terwyl dit binnelands beweeg, kan die onstabiliteit skop.
Op die dieper beddings beweeg ys vinniger omdat water dit 'n bietjie meer hysbak gee. Ook, warmer seewater holte die bodem van die ys uit en voeg 'n bietjie meer water by die see. Meer belangrik, die ys bo die holte verloor landkontak en vloei vinniger uit na die see.
"Sodra ys verby die grondlyn is en net oor water, dra dit tot seevlak by, want die opwaartsheid hou dit meer as wat dit was," sê Robel. "Ys vloei uit in die drywende ysrak en smelt of breek af soos ysberge."
"Die proses word selfbehoudend," sê Seroussi, wat beskryf hoekom dit "onstabiliteit" genoem word.
Lening van fisika
Die navorsers het wiskunde van statistiese fisika geleen wat bereken wat ewekansige veranderlikes doen om voorspelbaarheid in 'n fisiese stelsel, soos ysvloei, wanneer buite kragte, soos temperatuurveranderings, op hulle optree. Hulle het die wiskunde toegepas op simulasies van moontlike toekomstige lotgevalle van mariene gletsers soos Thwaite Glacier.
Hulle het 'n ekstra verrassende ontdekking gemaak. Normaalweg, wanneer klimaatstoestande sterk skommel, word die effekte van Antarktiese ys uitgespreek. Ysvloei mag toeneem, maar geleidelik, nie wild nie, maar die onstabiliteit het die teenoorgestelde effek in die simulasies veroorsaak.
"Die stelsel het nie die skommelinge uitgejaag nie, dit het hulle eintlik versterk. Dit het die kanse van vinnige ysverlies verhoog, "sê Robel.
Hoe vinnig is 'vinnig'?
Die studie se tydskaal was eeue, soos algemeen vir seevlakstudies. In die simulasies het die koloniale ysverlies van Thwaites Glacier na 600 jaar geskop, maar dit kan gouer gebeur.
"Dit kan in die volgende 200 tot 600 jaar gebeur. Dit hang af van die ondergrondse topografie onder die ys, en ons weet dit nog nie in detail nie, "sê Seroussi.
Tot dusver het Antarktika en Groenland 'n klein fraksie van hul ys verloor, maar al word kuslyninfrastruktuur gekonfronteer met toenemende vloedwater en stormstorms. Wetenskaplikes verwag dat die seevlak teen die einde van hierdie eeu met tot twee voet sal styg.
Vir sowat 2,000 jaar tot laat 1800's, het die seevlak vasgehou, en toe begin dit klim, volgens die Smithsonian Institution. Die jaarlikse koers van seevlak styging het omtrent 1990 ongeveer verdubbel.
Gerard Roe van die Universiteit van Washington is 'n mede-outeur van die studie, wat voorkom in die Verrigtinge van die Nasionale Akademie van Wetenskappe.
Die Nasionale Wetenskapstigting en NASA befonds die navorsing. Enige bevindinge, gevolgtrekkings of aanbevelings is dié van die outeurs en nie noodwendig van die befondsingsagentskappe nie.