Naukowcy kwestionują model szybkiego zapadania się lodu polarnego, ale nadal opisują cofanie się jako tragiczne.
W ostatnich latach nagłówki gazet na temat klimatu Ziemi zdominowały niepokojące wydarzenia, takie jak szalejące pożary, potężniejsze huragany, niszczycielskie powodzie i intensywne fale upałów, pozostawiając niewiele miejsca na pozytywne wiadomości.
Jednak z nowego badania przeprowadzonego pod kierunkiem Dartmouth wynika, że jedna z najgorszych prognoz dotyczących tego, jak wysoko mogą podnieść się oceany na świecie w wyniku topnienia polarnych pokryw lodowych planety, jest wysoce nieprawdopodobna – choć podkreśla, że przyspieszająca utrata lodu z Grenlandii i Antarktydy jest niemniej jednak tragiczne.
Rzeczywistość prognoz zapadnięcia się pokrywy lodowej
Badanie podważa nową i alarmującą prognozę zawartą w najnowszym głośnym raporcie Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) ONZ, którego zadaniem jest ocena najnowszych badań klimatycznych i prognoza długo- i krótkoterminowych skutków kryzysu klimatycznego. Opublikowany w całości w ubiegłym roku szósty raport oceniający IPCC przedstawił możliwy scenariusz, w którym załamanie się pokryw lodowych południowego kontynentu sprawi, że do roku 2100 udział Antarktydy w średnim światowym poziomie morza będzie dwukrotnie większy niż w przypadku innych projektów modelowych – i trzykrotnie większy do roku 2100. 2300.
Chociaż IPCC określiło tę konkretną prognozę jako „mało prawdopodobną”, potencjał wzrostu oceanów na świecie aż o 50 stóp w miarę realizacji projektów modelowych zapewnił jej miejsce w raporcie. Przy tej wielkości Półwysep Floryda zostałby zanurzony, z wyjątkiem pasa wewnętrznych wzniesień rozciągającego się od Gainesville na północ od jeziora Okeechobee, przy czym nadmorskie miasta stanu znalazłyby się pod wodą.
Jednak przewidywania te opierają się na nowym hipotetycznym mechanizmie tego, jak pokrywy lodowe – grube, lądowe lodowce pokrywające regiony polarne – cofają się i rozpadają. Mechanizm, znany jako niestabilność klifu morskiego (MICI), nie został zaobserwowany i jak dotąd przetestowano go tylko na jednym modelu o niskiej rozdzielczości – podają naukowcy w czasopiśmie. Postęp nauki.
Zamiast tego badacze testują MICI za pomocą trzech modeli o wysokiej rozdzielczości, które dokładniej oddają złożoną dynamikę pokryw lodowych. Symulowali cofanie się Antarktydy Lodowiec Thwaitespokrywa lodowa o szerokości 120 km, popularnie nazywana „lodowcem Dnia Sądu Ostatecznego” ze względu na przyspieszające tempo topnienia i potencjał podniesienia poziomu mórz na świecie o ponad dwie stopy. Ich modele pokazały, że nawet zagrożona Thwaites prawdopodobnie nie upadnie gwałtownie w XXI wieku, jak przewidywało MICI.
Wpływ przewidywań na decyzje polityczne i podejmowane w życiu codziennym
Mathieu Morlighem, profesor nauk o Ziemi w Dartmouth i współautor artykułu, stwierdził, że odkrycia sugerują, że fizyka leżąca u podstaw ekstremalnych prognoz zawartych w raporcie IPCC jest niedokładna, co może mieć skutki w świecie rzeczywistym. Morlighem powiedział, że decydenci czasami korzystają z tych modeli o wysokich szacunkach, rozważając budowę barier fizycznych, takich jak falochrony, lub nawet przenoszenie ludzi mieszkających na nisko położonych obszarach.
„Te prognozy faktycznie zmieniają życie ludzi. Decydenci i planiści polegają na tych modelach i często zwracają uwagę na ryzyko najwyższej klasy. Nie chcą projektować rozwiązań, a wtedy zagrożenie okazuje się jeszcze większe, niż myśleli” – powiedział Morlighem.
„Nie informujemy, że Antarktyda jest bezpieczna i że wzrost poziomu morza nie będzie się utrzymywał – wszystkie nasze prognozy wskazują na szybkie cofanie się pokrywy lodowej” – kontynuuje. „Ale wysokiej klasy prognozy są ważne dla planowania wybrzeża i chcemy, aby były dokładne pod względem fizycznym. W tym przypadku wiemy, że tak skrajna prognoza jest mało prawdopodobna w XXI wieku”.
Dalsze badania i ciągłe obawy
Morlighem współpracował z Hélène Seroussi z Dartmouth, profesor nadzwyczajny w Thayer School of Engineering, a także badaczami z uniwersytetów Michigan, uniwersytetów w Edynburgu i uniwersytetów St. Andrews w Szkocji oraz uniwersytetów Northumbria i uniwersytetów w Stirling w Anglii.
Ideą MICI jest to, że jeśli szelf lodowy – pływające przedłużenie lądolodu – zapadnie się szybko, potencjalnie pozostawi klify lodowe tworzące zewnętrzną krawędź pokrywy lodowej odsłonięte i pozbawione podparcia. Jeśli te klify będą wystarczająco wysokie, załamią się pod własnym ciężarem, odsłaniając jeszcze wyższy klif i prowadząc do szybkiego cofania się, gdy pokrywa lodowa zapadnie się do wewnątrz niczym rząd domina. Utrata tego lodu do oceanu, gdzie uległby stopieniu, doprowadziłaby do prognozowanego dramatycznego wzrostu poziomu morza.
Ale autorzy Postęp nauki badania wykazały, że załamanie się lodowca nie jest takie proste ani tak szybkie. „Wszyscy zgadzają się, że upadek klifu jest faktem – klif się zawali, jeśli będzie za wysoki. Pytanie brzmi, jak szybko to nastąpi” – powiedział Morlighem. „Odkryliśmy jednak, że tempo wycofywania się nie jest wcale tak wysokie, jak zakładano w początkowych symulacjach. Kiedy zastosujemy tempo, które jest lepiej ograniczone przez fizykę, widzimy, że niestabilność klifów lodowych nigdy się nie pojawia”.
Naukowcy skupili się na lodowcu Thwaites, ponieważ uznano go za szczególnie narażony na zawalenie się w miarę ciągłego zapadania się wspierającego go szelfu lodowego. Naukowcy symulowali cofanie się Thwaites przez 100 lat po nagłym, hipotetycznym zapadnięciu się szelfu lodowego, a także przez 50 lat w ramach faktycznie trwającego tempa wycofywania się.
We wszystkich swoich symulacjach naukowcy odkryli, że lodowe klify Thwaites nigdy nie cofały się w głąb lądu z prędkością sugerowaną przez MICI. Zamiast tego, bez szelfu lodowego powstrzymującego pokrywę lodową, ruch lodowca w kierunku oceanu gwałtownie przyspiesza, powodując rozszerzanie się pokrywy lodowej od wnętrza. Ten przyspieszony ruch powoduje również rozrzedzenie lodu na krawędzi lodowca, co zmniejsza wysokość lodowych klifów i ich podatność na zapadanie się.
„Nie kwestionujemy standardowych, ugruntowanych prognoz, na których głównie opiera się raport IPCC” – stwierdził Seroussi. „Podważamy jedynie tę prognozę o dużym wpływie i niskim prawdopodobieństwie, która obejmuje nowy, słabo poznany proces MICI. Inne znane niestabilności polarnych pokryw lodowych nadal będą odgrywać rolę w ich utracie w nadchodzących dziesięcioleciach i stuleciach”.
Polarne pokrywy lodowe są na przykład podatne na stwierdzoną niestabilność pokrywy lodowej morza (MISI), twierdzi współautor badania Dan Goldberg, glacjolog z Edynburga, który na początku projektu był profesorem wizytującym w Dartmouth. MISI przewiduje, że bez ochrony szelfów lodowych lodowiec spoczywający na zanurzonym kontynencie, który opada w kierunku wnętrza pokrywy lodowej, będzie się cofał niestabilnie. Oczekuje się, że proces ten przyspieszy utratę lodu i w coraz większym stopniu przyczyni się do wzrostu poziomu morza, powiedział Goldberg.
„Chociaż nie zaobserwowaliśmy MICI w XXI wieku, było to częściowo spowodowane procesami, które mogą prowadzić do MISI” – powiedział Goldberg. „W każdym razie Thwaites prawdopodobnie cofa się w sposób niestabilny w nadchodzących stuleciach, co podkreśla potrzebę lepszego zrozumienia, w jaki sposób lodowiec zareaguje na ocieplenie oceanu i zapadnięcie się lodowca szelfowego, poprzez ciągłe modelowanie i obserwacje”.
Odniesienie: „Pokrywa lodowa Antarktyki Zachodniej może nie być podatna na niestabilność klifów lodowych morskich w XXI wieku” – Mathieu Morlighem, Daniel Goldberg, Jowan M. Barnes, Jeremy N. Bassis, Douglas I. Benn, Anna J. Crawford, G. Hilmar Gudmundsson i Hélène Seroussi, 21 sierpnia 2024 r., Postęp nauki.
DOI: 10.1126/sciadv.ado7794
Praca ta była wspierana przez National Science Foundation (grant nr 1739031) i Radę ds. Badań nad Środowiskiem Naturalnym (grant nr NE/S006745/1 i NE/S006796/1).
