Kako nivo ugljičnog dioksida sa efektom staklene bašte raste i zagrijava globus, led Antarktike postat će osjetljiviji na cikluse na astronomskom planu, posebno nagib našeg planeta jer se okreće oko svoje osi.
Nova istraživanja otkrivaju da je tijekom 30 milijuna godina povijesti ledena ploha Antarktike najjače reagirala na kut nagiba Zemlje na njenoj osi kada se led prostire u oceane, u interakciji sa strujama koje mogu donijeti tople vode na njihovim marginama i dovesti do povećanja topljenje. Učinak nagiba bio je vrhunac kada su razine ugljičnog dioksida bile slične onima koje znanstvenici predviđaju za sljedeće stoljeće, ako ljudi ne dobiju emisije pod nadzorom.
Kako razine ugljičnog dioksida guraju više od 400 dijelova na milijun, klima će postati osjetljivija na nagib Zemlje, odnosno nagnuće, izvijestili su istraživači 14. siječnja u časopisu Nature Geoscience.
"Stvarno je kritična količina ugljičnog dioksida u atmosferi", rekao je koautor studije Stephen Meyers, paleoklimatolog sa Sveučilišta Wisconsin u Madisonu.
Scenarij s visokim udjelom ugljičnog dioksida i visokim nagibom nagiba mogao bi biti posebno poguban za milion debeli led koji prekriva Antarkticu.
Obnova prošlosti
Tijekom otprilike 40.000 godina, Zemljina se osovina naginje naprijed-nazad "poput stolice za ljuljanje", rekao je Meyers. Trenutno je ta nagib oko 23,4 stupnja, ali može biti čak 22,1 stupanj ili čak 24,5 stupnjeva.
Nagib je važan za to kada i gdje sunčevo svjetlo pogodi svijet, te na taj način može utjecati na klimu.
Da bi rekonstruirali povijest načina na koji je led Antarktike reagirao na ovaj nalet, Meyers i njegovi koautori koristili su nekoliko izvora informacija o klimatskoj prošlosti Zemlje. Jedan od izvora bio je kalcijev karbonat s oceanskog dna, koji su ga ostavili jednocelični organizmi zvani bentozna foraminifera. Ti organizmi izlučuju ljusku kalcijevog karbonata oko sebe, zaključujući se u globalnom, kontinuiranom zapisu o kemiji oceana i atmosfere.
Zapisi sedimenata s desne strane oko Antarktike pružili su još jedan izvor povijesti klime - specijalnost koautora studije i paleoklimatologa Richarda Levyja s GNS Science i Sveučilišta Victoria iz Wellingtona na Novom Zelandu. Ti sedimenti, izbušeni iz dna oceana u dugim, stupovim jezgrama, također imaju zapis o prošlosti. Glečer, na primjer, baca karakterističnu mješavinu blata, pijeska i šljunka na mjestu gdje sjedi. Ove jezgre pružaju vrlo detaljnu sliku mjesta na kojem su nekada bile ledene ploče, rekao je Meyers, ali u evidenciji postoje nedostaci.
Ledeni ciklusi
Uz podatke iz oba izvora, istraživači su spojili povijest Antarktike od prije 34 milijuna do 5 milijuna godina. Prve velike ledene plohe na Antarktici nastale su prije 34 milijuna godina, rekao je Levy, a cjelogodišnji morski led postao je norma tek prije 3 milijuna godina, kada je razina ugljičnog dioksida pala ispod 400 dijelova na milijun.
Od prije otprilike 34 milijuna godina do otprilike 25 milijuna godina, ugljični dioksid bio je vrlo visok (600 do 800 ppm), a većina leda na Antarktiku bila je na kopnu i nije bila u kontaktu s morem. Ledeni pomak i povlačenje kontinenta bili su u ovom trenutku relativno neosjetljivi na nagib planeta, otkrili su istraživači. Između 24,5 milijuna i oko 14 milijuna godina atmosferski ugljični dioksid se smanjio na između 400 i 600 ppm. Ledene ploče češće su napredovale u more, ali nije bilo puno lebdećeg morskog leda. U ovom trenutku, planet je postao prilično osjetljiv na nagib Zemljine osi.
Između 13 milijuna i 5 milijuna godina, razina ugljičnog dioksida ponovo je pala, pa je dostigla čak 200 ppm. Plutajući morski led postao je sve istaknutiji, formirajući koru nad otvorenim oceanom zimi i stanjivajući se samo ljeti. Osjetljivost na Zemljin nagib je pala.
Nije sasvim jasno zbog čega dolazi do te promjene osjetljivosti na kožu, rekao je Levy za Live Science, no čini se da razlog uključuje kontakt između leda i oceana. U doba visokog nagiba polarna područja zagrijavaju, a temperaturne razlike između ekvatora i polova postaju manje ekstremne. To zauzvrat mijenja uzorke vjetra i struje - koji su u velikoj mjeri vođeni ovom temperaturnom razlikom - u konačnici povećavajući dotok tople oceanske vode do ruba Antarktike.
Kad je led uglavnom kopneni, tok ne dodiruje led. Ali kada se ledene ploče prizemljeju okeanskom dnu, u dodiru sa strujama, protok tople vode je jako bitan. Čini se da plutajući morski led blokira dio struje, smanjujući sklonost ledenom sloju da se topi. Ali kad su razine ugljičnog dioksida dovoljno visoke da se plutajući morski led topi, ništa ne zaustavlja tople struje. Čini se da je tada nagib Zemlje najvažniji, što se dogodilo između 24,5 milijuna i 14 milijuna godina.
Ova povijest govori o problemima za budućnost Antarktika. U 2016., razina ugljičnog dioksida u Zemljinoj atmosferi trajno je skočila na 400 ppm. Posljednji put u Zemljinoj geološkoj povijesti da je ugljični dioksid bio tako visok, na Antarktici nije bilo morskog leda tijekom cijele godine, rekao je Levy. Ako se emisije nastave kakve jesu, morski led će se smrznuti, rekao je Levy, "i mi ćemo se vratiti u svijet koji ne postoji milijunima godina".
"Ranjive morske plohe na Antarktici osjetljive su na moru osjetit će učinak našeg trenutačno relativno velikog nagiba, a zagrijavanje oceana na marginama Antarktike pojačat će se", rekao je.
U ponedjeljak (14. siječnja), druga skupina istraživača izvijestila je da je stopa taline Antarktika već šest puta brža nego što je bila prije samo nekoliko desetljeća. Istraživači su otkrili da je kontinent gubio oko 40 gigatona leda godišnje između 1979. i 1990. Između 2009. i 2017. u prosjeku je izgubio 252 gigatona leda godišnje.
Istraživači sada istražuju male varijacije osjetljivosti na nagib Zemlje koje se javljaju kroz tri široka obrasca koja su pronašli, ali glavna je poruka već jasna, rekao je Levy.
"Antarktički morski led je očito važan", rekao je. "Moramo nastaviti i smišljati načine za postizanje ciljeva emisije."
