KlimatNaturaPrzyrodaŚrodowisko

Jeśli narody nie zobowiążą się szybko do głębszych cięć emisji, lód Antarktydy może osiągnąć punkt krytyczny w połowie stulecia, wywołując niebezpieczny wzrost poziomu morza

Topniejący lód Antarktydy
Zdjęcie: Shutterstock

Jeśli najwięksi na świecie truciciele dwutlenku węgla nie ograniczą emisji bardziej agresywnie, topnienie lodu na Antarktydzie może drastycznie przyspieszyć mniej więcej w połowie tego stulecia, powodując „szybki i niepowstrzymany” wzrost poziomu mórz na setki lat.

Prawie 200 krajów przedstawiło cele redukcji emisji, zwane wkładami ustalonymi na szczeblu krajowym, w ramach porozumienia paryskiego. Ale podczas gdy globalne porozumienie klimatyczne wzywa do ograniczenia ocieplenia do 3,6 stopnia Fahrenheita (2 stopnie Celsjusza), początkowe zobowiązanie paryskiego porozumienia umieszcza świat na właściwej drodze do co najmniej 5,4 stopnia Fahrenheita (3 stopnie Celsjusza) ocieplenia w tym stuleciu. W zeszłym roku prezydent Joe Biden i kilku innych światowych przywódców zwiększyli cele redukcji emisji w swoich krajach, aby były bardziej zgodne z celami temperaturowymi Paryża.

Badania opublikowane w czasopiśmie Nature pokazują, jak dużą różnicę w osiągnięciu tych celów może mieć największa pokrywa lodowa Ziemi. Jeśli ludzkości uda się ograniczyć globalne ocieplenie do 2°C, z badań wynika, że ​​Antarktyda będzie nadal tracić lód w stałym tempie przez cały XXI wiek.

Ale jeśli świat pozostanie na swojej obecnej ścieżce, aby przekroczyć 2°C, Antarktyda może doświadczyć gwałtownego skoku topnienia i utraty lodu około 2060 r., prawie podwajając swój wkład we wzrost poziomu morza do r. 2100.

Badanie wykazało, że jest to spowodowane ucieczką. procesy, które mogą zostać uruchomione w nadchodzących dziesięcioleciach, jeśli emisje nie zostaną powstrzymane, szczególnie na zagrożonej pokrywie lodowej Antarktyki Zachodniej.

„To kolejne dość ilościowe badanie, które mówi, że „tu jest linia” – mówi Ted Scambos, glacjolog z University of Colorado w Boulder, który nie był zaangażowany w nowy artykuł. „Jeśli będziemy trzymać nogę na pedale gazu, w przenośni, dojdziemy do sytuacji, w której pokrywa lodowa Antarktydy Zachodniej będzie na drodze do eliminacji”.

Punkty przechylania się lądolodu

Od początku lat 90 Antarktyda straciła około trzech bilionów ton lodu. Obecnie tempo utraty wzrasta, gdy ciepła woda oceaniczna topi się i destabilizuje pływające szelfy lodowe, które powstrzymują lodowce Antarktydy Zachodniej, powodując, że lodowce te szybciej spływają do morza. Ale chociaż minimalizacja globalnego ocieplenia jest zdecydowanie najlepszym sposobem na ograniczenie przyszłych strat lodu na Antarktydzie i wzrostu poziomu morza, naukowcy wciąż nie są pewni, ile lodu zniknie – i jak szybko – przy różnych poziomach ocieplenia.

Ta niepewność jest częściowo spowodowana procesami, które mogą spowodować, że duże lodowce Antarktydy wejdą w stan niekontrolowanego cofania się, ponieważ pływające szelfy lodowe, które je podtrzymują, stają się cienkie lub znikają.

Pierwszy proces, zwany niestabilnością morskiej pokrywy lodowej, ma miejsce, gdy lodowiec, który wpada do oceanu, topi się i cofa nad podłoże skalne, które pogłębia się w głębi lądu. Duża część Antarktydy Zachodniej wygląda tak: lód znajduje się w basenie poniżej poziomu morza (stąd „morski”), jak gigantyczna gałka lodów w płytkiej misce.

Gdy krawędzie tego lodu topnieją w kierunku głębszego i wyższego środka, przód lodowca staje się grubszy i wywiera większy nacisk na szelf lodowy, powstrzymując go. Powoduje to, że cały strumień lodu szybciej wypływa do morza. Rzeczywistość tej niestabilności jest powszechnie akceptowana przez klimatologów; to jest powód, dla którego denerwują się Antarktydą Zachodnią. Proces ten może już trwać na lodowcu Thwaites, który znajduje się w sercu Antarktydy Zachodniej i powstrzymuje kilka stóp wzrostu globalnego poziomu mórz.

Drugi proces, niestabilność morskich klifów lodowych, jest uważany za bardziej spekulacyjny. Gdy lód cofa się w kierunku środka basenu i całkowicie traci swoje ochronne, pływające lodowe półki, jego bardzo wysokie klify mogą skończyć się górowaniem nad morzem. Powyżej pewnej wysokości, być może 100 metrów (328 stóp), te klify mogą zacząć się zapadać pod własnym ciężarem. Gdyby proces ten miał miejsce na lodowcu Thwaites lub w innym miejscu, mógłby doprowadzić do znacznie szybszej utraty lodu i wzrostu poziomu morza.

Aby lepiej zrozumieć przyszłość Antarktydy i sposób, w jaki te niestabilności mogą ją kształtować, w nowych badaniach wykorzystano model fizyki pokrywy lodowej, który obejmuje oba te elementy. Opiera się na wcześniejszych pracach modelarskich opublikowanych w r. 2016, ale obejmuje bardziej wyrafinowane procesy fizyczne i interakcje między lodem Antarktydy a innymi częściami systemu Ziemi.

Jaką różnicę robią emisje

Autorzy przeprowadzili swoje modele w czasie o kilka wieków w scenariuszu, w którym ocieplenie ogranicza się do celu porozumienia paryskiego wynoszącego 2°C, a także aspiracyjnego celu ocieplenia o 1,5°C. Przyjrzeli się również scenariuszowi, w którym temperatury wzrosną o 3°C, mniej więcej zgodnie z początkową partią zobowiązań do redukcji globalnych emisji pod Paryżem.

Odkrycia pokazują, że wyznaczenie bardziej ambitnych celów klimatycznych może mieć ogromne znaczenie dla przyszłości Antarktydy. Topnienie lodu na Antarktydzie powoduje obecnie wzrost globalnego poziomu mórz o około pół milimetra rocznie (około 0,02 cala).

Badanie wykazało, że jeśli ludzkość ograniczy ocieplenie do 1,5 lub 2°C, stabilizując temperatury około połowy stulecia, udział ten wzrośnie do około 2 milimetrów rocznie i od 80 do 90 milimetrów w sumie do roku 2100 – czyli nieco ponad 3 cale.

Ale jeśli przekroczymy cele w Paryżu, nasza przyszłość wygląda znacznie gorzej. W scenariuszu ocieplenia o 3°C kluczowe szelfy lodowe powstrzymujące Thwaitesa i inne lodowce Antarktydy Zachodniej mogą się zdestabilizować, powodując niestabilność. Modele sugerują, że około 2060 r. Antarktyda może osiągnąć punkt przegięcia, w którym straty lodu i wzrost poziomu morza gwałtownie rosną z powodu pojawienia się morskiej pokrywy lodowej i niestabilności morskich klifów lodowych.

W tym scenariuszu pokrywa lodowa może być odpowiedzialna za wzrost globalnego poziomu morza o blisko 6 cali do roku 2100. W tym momencie topnienie na Antarktydzie powoduje wzrost mórz o 5 milimetrów rocznie – ponad dwukrotnie więcej niż przy niższych poziomach ocieplenia. Do 2300, w tym scenariuszu, samo topnienie Antarktyki zwiększy globalny poziom mórz o 5 stóp, w porównaniu do około 3 stóp, jeśli temperatura ustabilizuje się na poziomie 1,5°C.

Nawet zmniejszenie atmosferycznego poziomu dwutlenku węgla raczej nie powstrzyma uciekającego lodu, jeśli Antarktyda przekroczy punkt krytyczny. Autorzy odkryli, że gdyby początkowe zobowiązania Porozumienia Paryskiego zostały połączone z technologią usuwania dwutlenku węgla z atmosfery, która rozpoczęła się jeszcze w tym stuleciu, poziom mórz i tak podniósłby się przez setki lat.

O ile ta technologia nie zostanie wdrożona na dużą skalę w ciągu najbliższych 40 lat, całkowity wzrost poziomu morza będzie nadal wyższy niż w przypadku ograniczenia globalnego ocieplenia do 2°C lub mniej. Obecnie technologia wyciągania węgla z powietrza jest na bardzo wczesnym etapie rozwoju.

„Kiedy osiągniesz ten próg, nie możesz się cofnąć” – mówi współautorka badań Andrea Dutton, badaczka poziomu morza z University of Wisconsin-Madison. „Jesteś zaangażowany. To duży wynos”.

Konkurujące modele

Jednak żadne pojedyncze badanie nie jest w stanie idealnie przewidzieć przyszłości Antarktydy. To jeden z kluczowych wniosków innego artykułu opublikowanego w Nature, w którym przeanalizowano setki badań modelowania lodowców i lądolodów w celu przewidzenia przyszłego wkładu wszystkich lądolodów na Ziemi – w tym lądolodów Grenlandii i Antarktyki, lodowców górskich. oraz czapy lodowe z 19 regionów na całym świecie — do poziomu mórz podnoszą się w różnych scenariuszach emisji dwutlenku węgla.

Badanie wykazało również wyraźną różnicę między tym, co stanie się z lodem Ziemi, jeśli cele Porozumienia Paryskiego zostaną osiągnięte, a jeśli je przekroczymy: w świecie cieplejszym o 3 °C lód lądowy zwiększa dwukrotnie więcej globalnego poziomu mórz do końca stulecia w porównaniu z gdyby temperatura wzrosła tylko o 1,5°C.

Ale jeśli chodzi o Antarktydę, drugie badanie nie wykazało wyraźnego związku między poziomami emisji a stratami lodu we wszystkich analizowanych modelach. Zdaniem autorów wynika to z niepewności co do tego, w jaki sposób konkurujące procesy dodatkowych opadów śniegu (które zwiększają masę pokrywy lodowej) i dodatkowego topnienia wpłyną na równowagę Antarktydy w miarę ocieplania się Ziemi.

Tamsin Edwards, klimatolog z King’s College London i główny autor drugiego badania, mówi, że nie oznacza to, że zmiany klimatyczne nie wpływają na Antarktydę. „To, o czym mówimy, to to, że kiedy przyjrzymy się wielu różnym modelom klimatycznym i modelom pokrywy lodowej, ilość, w jaką Antarktyda reaguje na zmiany klimatyczne, jest bardzo zróżnicowana” – powiedział Edwards podczas briefingu prasowego.

Nowy artykuł autorstwa Dutton i jej współpracowników przewiduje poziomy topnienia Antarktyki, które są wyższe niż średnie prognozy w analizie Edwardsa, ale „w zakresie” grupy bardziej pesymistycznych modeli, mówi Edwards. Żaden z tych innych modeli nie uwzględniał procesu niestabilności morskiego klifu lodowego – raczej przewidywały większy poziom utraty lodu z innych powodów, w tym większego topnienia pod szelfami lodowymi Antarktydy lub na ich szczycie.

Niezależnie od tego, który model okaże się najbardziej dokładny, Dutton mówi, że ważne jest, aby zrozumieć, że pokrywa lodowa Antarktydy ma nieodłączny punkt krytyczny.

„I istnieje realna możliwość, że jesteśmy bardzo blisko” – mówi. „I musimy zrobić wszystko, co w naszej mocy, aby temu zapobiec”.

###

irme.pl

IRME / Nature / Science / National Geographic / The New York Times /