Jak szybko wzrośnie poziom morza? Niedawne badania dają nowe wskazówki

Lodowce Grenlandii są tak ogromne, że zawierają prawie połowę słodkiej wody na północnej półkuli Ziemi. Rosnące temperatury sprawiają jednak, że tamtejszy lód topnieje coraz szybciej, co prowadzi do wzrostu poziomu morza. W związku z tym ruchy pokrywy lodowej są ściśle monitorowane.

Korzystając z pomiarów satelitarnych, naukowcy z Geological Survey of Denmark and Grenland (GEUS) oraz Instytutu Nielsa Bohra na Uniwersytecie w Kopenhadze przeprowadzili badanie, które pokazuje, jak na ruchy pokrywy lodowej wpływa płynąca pod nią ciekła woda pochodząca z topniejącego lodu. Dotąd nie było jasne, dlaczego tempo w jakim przemieszczają się lodowce zmienia się w czasie, co sprawiało, że modele prognozujące wzrost poziomu morza były obarczone istotnym poziomem niepewności.

"Za pomocą dużych ilości danych satelitarnych i sztucznej inteligencji możemy identyfikować i mapować wahania związane z porami roku a także te, do których dochodzi na przestrzeni wielu lat" mówi autorka badania Anne Munck Solgaard. “Nasze badanie pozwala przyjrzeć się procesom zachodzącym pod lodem, związanym z topnieniem ogromnych ilości wody".

Ciekła woda będąca wynikiem topnienia wierzchniej warstwy lodowców spływa pod nie. Tam płynie wytopionymi pod lodem kanałami w kierunku krawędzi pokrywy lodowej. Konstrukcja tych kanałów, znanych również jako podlodowcowe ścieżki drenażowe, wpływa na ruch lodu powyżej.

Jeśli kanały, które działają jak rodzaj systemu odwadniającego, słabo odprowadzają wodę, ciśnienie na dnie wzrasta i zmniejsza tarcie między lodem a skałami. To z kolei powoduje szybsze przemieszczanie się lodu w kierunku oceanu. I odwrotnie, jeśli system odwadniający jest skuteczny, lód porusza się wolniej.

Same kanały nie są stałe. Rozwijają się podczas każdego sezonu topnienia, po czym są ponownie zamykane przez lód. W związku z tym “system odwadniający" może na przemian być wydajny i nieefektywny. Badając kanały, naukowcy byli w stanie przyjrzeć się temu, co dzieje się pod lodem i jak cały system zmienia się z roku na rok.

"Nasze wyniki pozwalają lepiej zrozumieć, w jaki sposób pokrywa lodowa reaguje na wyższe temperatury, co może pomóc nam w opracowaniu przyszłych modeli klimatycznych" - wyjaśnia współautorka badania Dina Rapp.

Naukowcy wykonali wiele tysięcy pomiarów. Zbyt wiele, by szybko był w stanie przeanalizować je człowiek. Aby stworzyć model, musieli więc posłużyć się sztuczną inteligencją. 

"W ostatnich latach ilość dostępnych danych satelitarnych niesamowicie wzrosła" mówi współautorka badania prof. Christine Hvidberg z Instytutu Nielsa Bohra. “Pochodzą one z satelitów Sentinel ESA i amerykańskiego Landsata. Dane pozwalają nam tworzyć mapy prędkości lodu w wysokiej rozdzielczości, zarówno czasowej, jak i przestrzennej. Ręczny przegląd wszystkich ruchów lodu byłby niemożliwy. Sztuczna inteligencja i wielka moc obliczeniowa pomagają nam dostrzec wcześniej nieodkryte wzorce i powiązania".

Dane dotyczące prędkości lodu są zbierane przez satelity Sentinel-1 Europejskiej Agencji Kosmicznej. Satelita analizuje prędkość co 12 dni i tworzy mapy, na których widać obiekty o rozmiarach 500x500 m obejmujące całą pokrywę lodową Grenlandii. Naukowcy twierdzą, że dane te, wraz z pomiarami tempa topnienia dokonywanymi przez naukowców na samej Grenlandii, stanowią najlepszą podstawę do zrozumienia tego, jak zmiany klimatu wpłyną na Arktykę i resztę świata.

Stopienie całego lodu na Grenlandii podniosłoby globalny poziom morza o ok. 7 metrów. W obecnym tempie, topniejące lody arktycznej wyspy przyczynią się do podniesienia poziomów mórz o ok. 27 cm. do 2100 roku.