Kylant šiltnamio efektą sukeliančių dujų anglies dioksido lygiui ir sušilus Žemės rutuliui, Antarktidos ledas taps labiau pažeidžiamas astronominiu mastu vykstančiais ciklais, ypač mūsų planetos pasvirimas yra toks, koks jis sukasi aplink savo ašį.
Nauji tyrimai rodo, kad per 30 milijonų metų istoriją Antarktidos ledynai stipriausiai reagavo į Žemės pasvirimo kampą jos ašyje, kai ledas driekiasi vandenynuose, sąveikaudamas su srovėmis, kurios gali atnešti šiltą vandenį, esantį jų pakraščiuose, ir dėl kurio padidėja tirpsta. Pakreipimo poveikis buvo didžiausias, kai anglies dioksido lygis buvo panašus į tą, kurį mokslininkai prognozuoja ateinančiam šimtmečiui, jei žmonėms nebus kontroliuojamos išmetamosios dujos.
Kai anglies dioksido lygis pasieks 400 dalių iš milijono, klimatas taps jautresnis Žemės pakreipimui ar įstrižai, mokslininkai pranešė sausio 14 d. Žurnale „Nature Geoscience“.
„Iš tikrųjų kritinis yra anglies dioksido kiekis atmosferoje“, - teigė tyrimo bendraautorius Stephenas Meyersas, Viskonsino universiteto, Madisonas, paleoklimatologas.
Didelio anglies dioksido ir aukšto pakreipimo kampo scenarijus gali būti ypač niokojantis mylių storio ledo, dengiančio Antarktidą.
Rekonstruoti praeitį
Per maždaug 40 000 metų Žemės ašis pasislinko pirmyn ir atgal „kaip arkliukas“. Šiuo metu šis įstrižasis yra apie 23,4 laipsnio, tačiau jis gali būti ir 22,1 laipsnio ar net 24,5 laipsnio.
Pakreipimas priklauso nuo to, kada ir kur saulės spinduliai patenka į Žemės rutulį, taigi gali paveikti klimatą.
Norėdami rekonstruoti istoriją, kaip Antarktidos ledas reagavo į šį pakrypimą, Meyersas ir jo bendraautoriai pasinaudojo keliais informacijos apie Žemės klimato praeitį šaltiniais. Vienas šaltinis buvo kalcio karbonatas iš vandenyno dugno, kurį paliko vienaląsčiai organizmai, vadinami bentoso foraminifera. Šie organizmai išskiria kalcio karbonato apvalkalą aplink save, fiksuodami visuotinį nuolatinį vandenynų ir atmosferos chemijos įrašą.
Nuosėdų įrašai iš dešinės aplink Antarktidą pateikė dar vieną klimato istorijos šaltinį - tyrimo bendraautorio ir paleoklimatologo Ričardo Levy iš GNS mokslo ir Viktorijos universiteto Velingtone Naujojoje Zelandijoje specialybę. Šios nuosėdos, išgręžtos iš vandenyno dugno ilgomis koloninėmis šerdimis, taip pat saugo praeitį. Pvz., Ledynas išmeta savitą purvo, smėlio ir žvyro mišinį ten, kur jis yra. Šie branduoliai pateikia labai išsamų vaizdą apie tai, kur kadaise buvo ledo lakštų, teigė Meyersas, tačiau įraše yra spragų.
Ledo ciklai
Turėdami abiejų šaltinių duomenis, tyrėjai sudarė Antarktidos istoriją nuo 34 iki 5 milijonų metų. Anot Levy, pirmieji dideli ledo sluoksniai Antarktidoje susiformavo prieš 34 milijonus metų, o ištisus metus vykstantis jūros ledas tapo norma tik prieš 3 milijonus metų, kai anglies dioksido lygis nukrito žemiau 400 dalių milijonui.
Nuo maždaug 34 milijonų metų iki maždaug 25 milijonų metų anglies dioksido kiekis buvo labai didelis (nuo 600 iki 800 ppm), o didžioji Antarktidos ledo dalis buvo sausumoje, nesiliečiant su jūra. Mokslininkai nustatė, kad šiuo metu žemyno judėjimas į priekį ir traukimasis buvo gana nejautrus planetos pakrypimui. Tarp maždaug 24,5 ir 14 milijonų metų anglies dvideginio atmosferoje sumažėjo nuo 400 iki 600 ppm. Ledo lakštai dažniau tekėjo į jūrą, tačiau plūduriuojančio jūros ledo nebuvo labai daug. Šiuo metu planeta tapo gana jautri Žemės ašies pakrypimui.
Tarp 13 ir 5 milijonų metų anglies dioksido lygis vėl sumažėjo ir pasiekė 200 ppm. Plaukiojantis jūros ledas išryškėjo, žiemą susidarė pluta virš atviro vandenyno, o vasarą - tik retinamas. Jautrumas Žemės pakreipimui sumažėjo.
Ne visiškai aišku, kodėl įvyksta šis jautrumo pakreipimui pokytis, Levy pasakojo „Live Science“, tačiau panašu, kad priežastis yra ledo ir vandenyno kontaktas. Aukšto pakreipimo metu poliniai regionai įšyla, o temperatūros skirtumai tarp pusiaujo ir polių tampa ne tokie ekstremalūs. Tai, savo ruožtu, keičia vėjo ir srovės pokyčius - kuriuos daugiausia lemia šis temperatūrų skirtumas - galiausiai padidina šilto vandenyno vandens srautą į Antarktidos kraštą.
Kai ledas daugiausia yra sausumoje, šis srautas neliečia ledo. Bet kai ledo sluoksniai yra įžeminti prieš vandenyno dugną, liečiantis su srovėmis, šilto vandens srautas turi didelę reikšmę. Plūduriuojantis jūros ledas blokuoja dalį srauto, sumažindamas ledo sluoksnio tirpimo tendenciją. Bet kai anglies dioksido lygis yra pakankamai aukštas, kad plūduriuojantis jūros ledas ištirpsta, niekas negali sustabdyti tų šiltų srovių. Atrodo, kad tada svarbiausias yra Žemės pakreipimas, koks įvyko prieš 24,5–14 milijonų metų.
Ši istorija užkerta kelią Antarktidos ateičiai. 2016 m. Anglies dioksido lygis Žemės atmosferoje visam laikui pakilo per 400 ppm. Paskutinį kartą per Žemės geologinę istoriją, kai anglies dioksidas buvo toks didelis, Antarktidoje nebuvo ištisus metus vykstančio jūros ledo, sakė Levy. Jei išmetamieji teršalai išliks tokie, kokie yra, jūros ledas išnyks, sakė Levy, „ir mes grįšime atgal į pasaulį, kuris neegzistavo milijonus metų“.
„Antarktidos pažeidžiami jūriniai ledo sluoksniai pajus mūsų dabartinio palyginti aukšto pakrypimo poveikį, o vandenynų atšilimas Antarktidos pakraščiuose sustiprės“, - sakė jis.
Pirmadienį (sausio 14 d.) Kita tyrėjų grupė pranešė, kad Antarkties tirpimo tempas jau yra šešis kartus spartesnis nei buvo tik prieš kelis dešimtmečius. Tyrėjai nustatė, kad nuo 1979 m. Iki 1990 m. Žemynas prarado apie 40 gigatonų ledo per metus. Nuo 2009 iki 2017 m. Jis vidutiniškai prarado 252 gigatonus ledo per metus.
Dabar tyrėjai nagrinėja nedidelius jautrumo Žemės pakreipimui variantus, atsirandančius per tris plačius jų rastus modelius, tačiau pagrindinė žinia jau aiški, sakė Levy.
„Antarkties jūrų ledas yra aiškiai svarbus“, - sakė jis. "Mes turime ieškoti ir išsiaiškinti būdus, kaip pasiekti išmetamųjų teršalų tikslus."
