Góry lodowe w fiordzie Illulissat na Grenlandii. Źródło: Megan Thompson-Munson/CIRES
Badanie pokazuje, że ocieplenie w większym stopniu wpływa na warstwę firnu pokrywy lodowej Grenlandii niż ochłodzenie, co komplikuje wysiłki mające na celu odwrócenie topnienia za pomocą geoinżynierii.
Na podstawie badań rdzeni lodowych naukowcy od dawna zrozumieli, że stopienie pokrywy lodowej jest łatwiejsze niż jej ponowne zamrożenie. Niedawne badanie opublikowane w Kriosfera ujawnia część przyczyny: „gąbczastość” lodu.
W badaniu wykorzystano model numeryczny oparty na fizyce, aby ocenić wpływ ocieplenia i ochłodzenia na firn, porowatą warstwę pomiędzy śniegiem a lodem lodowcowym, na całej pokrywie lodowej Grenlandii. Megan Thompson-Munson, doktorantka CIRES i ATOC, prowadziła badanie wraz ze swoimi doradcami: stypendystką CIRES Jen Kay i stypendystą INSTAAR Bradem Markle.
„Ilość zmian zachodzących w warstwie firnu w wyniku ocieplenia i ochłodzenia nie jest równa pod względem wielkości” – stwierdziła Megan Thompson-Munson. „Jeśli spojrzymy na tysiące lub miliony lat, zobaczymy ogólnie asymetryczne zachowanie pokrywy lodowej: pokrywy lodowe mogą szybko się topić, ale ich wzrost zajmuje dużo czasu. Ta asymetria firnu, którą identyfikujemy, jest małym elementem tej układanki.
Rola Firna w stabilności pokrywy lodowej
Firn pokrywa około 90 procent pokrywy lodowej Grenlandii, położonej na wyższych wysokościach, gdzie wraz ze śniegiem pokrywa setki metrów lodu i działa jako bufor przed wzrostem poziomu morza, co czyni go integralną częścią ochrony lodowców Arktyki w ocieplającym się klimacie. Firn jest porowaty i gąbczasty, co pozwala wodzie przedostać się do znajdującej się poniżej warstwy stałego lodu, gdzie może ponownie zamarznąć, dodając się do istniejącej pokrywy lodowej zamiast spływać do oceanu.
W ramach tego badania naukowcy odkryli, że temperatury ocieplenia szybko zmieniają skuteczność firnu w magazynowaniu wody roztopowej, a temperatury chłodzenia mogą nie pomóc firnowi w pełni zregenerować się w takim stopniu, w jakim mogliby się tego spodziewać naukowcy.
„Ocieplenie zmniejsza to, co nazywamy „zawartością powietrza jodłowego” lub „gąbczastością” – stwierdziła Thompson-Munson. „Więc w wyniku ocieplenia tracisz więcej gąbczastości, niż można odzyskać w wyniku ochłodzenia. Jest to ważne, ponieważ ten porowaty firn może buforować wkład pokrywy lodowej we wzrost poziomu morza”.
Przełomowe badania Firna
Aby zrozumieć, jak firn reaguje zarówno na ocieplenie, jak i ochłodzenie, zespół wykorzystał oparty na fizyce model komputerowy o nazwie SNOWPACK i skupił się na jednej zmiennej: temperaturze. Badanie jest pierwszym tego rodzaju pod dwoma względami. Najpierw badacze przyjrzeli się wpływowi zarówno ocieplenia, jak i ochłodzenia temperatur na firn grenlandzki. Po drugie, zakres badań obejmował całą pokrywę lodową, podczas gdy poprzednie badania koncentrowały się na mniejszych obszarach geograficznych.
„Pokrywa lodowa Grenlandii traci masę szybciej w wyniku ocieplenia, niż zyskuje masę w wyniku chłodzenia” – powiedział Kay. „Kluczowym postępem tego badania jest to, że firn grenlandzki przyczynia się do większej asymetrycznej reakcji ocieplenia niż ochłodzenia”.
Thompson-Munson stwierdziła, że badanie podnosi ważne pytanie dotyczące geoinżynierii i możliwości odwrócenia ocieplenia naszej Ziemi. Wszelkie koncepcje geoinżynieryjne mające na celu obniżenie temperatur w Arktyce mogą nie chronić lodu i śniegu tak skutecznie, jak sobie wyobrażano; stopień ochłodzenia będzie musiał przekroczyć stopień ocieplenia, aby firn i lodowce wróciły do normy.
„Aby wrócić do warunków początkowych, musielibyśmy znacznie bardziej ochłodzić lub zacząć zmieniać także inne zmienne” – stwierdziła Thompson-Munson. „Trudno odwrócić to, co już zrobiliśmy”.
Odniesienie: „Firn Grenlandii bardziej reaguje na ocieplenie niż na ochłodzenie”, Megan Thompson-Munson, Jennifer E. Kay i Bradley R. Markle, 24 lipca 2024 r., Kriosfera.
DOI: 10.5194/tc-18-3333-2024
