Coś złego dzieje się z Antarktydą. Lodowce znikają w oczach

Szelfy lodowe na wybrzeżach zachodniej Antarktydy coraz szybciej topnieją wskutek zmian klimatu. Tempo utraty lodu przez te lodowce jest niepokojące, bo ich zniszczenie podniosłoby poziom globalnych mórz nawet o kilka metrów. 

Najnowsze badanie, przygotowane przez uczonych z Uniwersytetu Leeds wskazuje, że 71 ze 162 szelfów lodowych otaczających Antarktydę zmniejszyło swoją objętość w ciągu 25 lat pomiędzy 1997 a 2021 r., powodując uwolnienie netto 7,5 biliona ton słodkiej wody roztopowej do oceanów.

Proces topnienia jest najszybszy na zachodzie kontynentu. Wszystkie znajdujące się w tym regionie szelfy doświadczyły utraty lodu. W zimniejszej, wschodniej części kontynentu, większość lodowców na razie utrzymuje dotychczasową objętość. 

Topnienie lodowców sprawiło w ciągu 25 objętych badaniem lat uwolnienie 67 bln ton lodu do oceanu. W tym samym czasie szelfy zyskały 59 bln ton lodu z opadów śniegu. Oznacza to, że strata netto wyniosła 7,5 biliona ton.

"To, co widzimy, to dość mieszany obraz topnienia lodowców" - mówi autor badania dr Benjamin Davison z Uniwersytetu w Leeds. "Zachodnia połowa kontynentu jest wystawiona na działanie ciepłej wody, która może powodować erozję szelfów lodowych od dołu, podczas gdy znaczna część Antarktydy Wschodniej jest obecnie chroniona przed pobliską ciepłą wodą przez pas zimnej wody u wybrzeży".

Wody otaczające zachodnią część Antarktydy podlegają działaniu innych prądów morskich i wiatrów niż te po jej wschodniej stronie. Powodują one tłoczenie cieplejszej wody z północy pod wysuwające się na ocean lodowce spływające z kontynentu. 

"Spodziewaliśmy się, że większość szelfów lodowych przejdzie cykle szybkiego, ale krótkotrwałego kurczenia się, a następnie powolnego odrastania. Zamiast tego widzimy, że prawie połowa z nich kurczy się bez oznak ożywienia" - podkreśla Davison. 

Zdaniem badaczy kluczowym czynnikiem, który odpowiada za ten proces jest wywołane przez człowieka globalne ocieplenie. Gdyby topnienie lodowców było spowodowane naturalną zmiennością wzorców klimatycznych, na zachodnich szelfach lodowych pojawiłyby się pewne oznaki ponownego wzrostu lodu.

Lodowce szelfowe unoszą się na morzach otaczających Antarktydę i stanowią przedłużenie pokrywy lodowej pokrywającej większą część kontynentu. Półki lodowe działają jak gigantyczne "korki" na końcach lodowców, spowalniając przepływ lodu spływającego do oceanów. Kiedy szelfy lodowe stają się cieńsze lub zmniejszają się, korki te osłabiają się, w wyniku czego wzrasta tempo utraty lodu z lodowców.

Jedne z największych strat lodu zaobserwowano na lodowcu szelfowym Getz, który w ciągu 25 lat badania utracił 1,9 biliona ton lodu. Zaledwie 5 proc. tej utraty wynikał z odrywania się od lodowca gór lodowych. Większość była skutkiem topnienia lodu u podstawy lodowca. 

Lodowiec szelfowy Pine Island utracił w tym samym czasie 1,3 bln ton lodu. Około jednej trzeciej z tej liczby stracił wskutek odrywania się od niego brył lodu, reszta była skutkiem podmywania lodowca przez ciepłą wodę. 

Dla kontrastu, szelf lodowy Amery’ego - po drugiej stronie Antarktydy - zyskał 1,2 biliona ton lodu. Lodowiec ten otaczają znacznie zimniejsze wody. Diagnoza naukowców jest oparta na ponad 100 tys. obrazów satelitarnych wykonanych przez ćwierć wieku.

Jeśli szelfy lodowe znikną lub istotnie się zmniejszą, na Antarktydzie może nastąpić efekt domina - położone w głębi lądu lodowce zaczną spływać do oceanu znacznie szybciej, zaburzając globalną cyrkulację oceaniczną. Ten system prądów odpowiada za przenoszenie substancji odżywczych i ciepła w morzach całego świata. 

Woda uwalniana do oceanu z szelfów lodowych i lodowców jest wodą słodką. Na Oceanie Południowym gęsta słona woda opada na dno oceanu w ramach globalnego oceanicznego pasa transmisyjnego. To opadanie wody działa jak jeden z silników napędzających oceaniczne prądy. Słodka woda z Antarktydy rozrzedza słoną wodę oceaniczną, czyniąc ją lżejszą, co spowalnia jej opadanie i osłabia system cyrkulacji oceanicznej.

"Nasze badanie doprowadziło nas do ważnych wniosków. Zwykle sądziliśmy, że szelfy lodowe okresowo kurczą się i rozwijają. Zamiast tego obserwujemy ich stałe kurczenie się" - mówi prof. Anna Hogg z Uniwersytetu w Leeds. "Wiele szelfów lodowych uległo znacznemu zniszczeniu: 48 z nich straciło ponad 30 proc. swojej początkowej masy w ciągu zaledwie 25 lat. To kolejny dowód na to, że Antarktyda się zmienia ze względu na ocieplenie klimatu".

Informacje o tym, co dzieje się na Antarktydzie pochodzą w dużej mierze z radarowych satelitów CryoSat-2 i Sentinel-1, które mogą monitorować Antarktydę nawet przy pochmurnym niebie i podczas długich nocy polarnych. CryoSat-2, wystrzelony w 2010 roku, był pierwszą misją Europejskiej Agencji Kosmicznej poświęconą monitorowaniu polarnych pokryw lodowych i lodowców Ziemi.

"CryoSat-2 to niesamowite narzędzie do monitorowania środowiska polarnego. Jego zdolność do precyzyjnego mapowania erozji szelfów lodowych przez ocean znajdujący się pod nimi umożliwiła dokładne określenie ilościowe i geograficzne utraty szelfu lodowego, ale także ujawniła fascynujące szczegóły dotyczące przebiegu tej erozji" - mówi współautor badania, prof. Noel Gourmelen z Uniwersytetu w Edynburgu. 

"Monitorowanie i śledzenie zmian klimatycznych na rozległym kontynencie antarktycznym wymaga systemu satelitarnego, który rutynowo przechwytuje dane przez cały rok" - mówi dr Mark Drinkwater, kierownik działu nauk o Ziemi i Misji w Europejskiej Agencji Kosmicznej. 

"Misja Sentinel-1 spełniła tę potrzebę. Wraz z danymi historycznymi uzyskanymi przez poprzedników ESA, ERS-1, -2 i Envisat, Sentinel-1 zrewolucjonizował naszą zdolność do badania szelfów lodowych. W najbliższej przyszłości będziemy dalej wzmacniać monitorowanie Antarktyki za pomocą trzech nowych misji polarnych CRISTAL, CIMR i ROSE-L".