Pe măsură ce nivelurile de dioxid de carbon cu efect de seră cresc și încălzesc globul, gheața din Antarctica va deveni mai vulnerabilă la cicluri la scară astronomică, în special înclinarea planetei noastre se întoarce în jurul axei sale.
Noile cercetări constată că peste 30 de milioane de ani de istorie, foile de gheață din Antarctica au răspuns cel mai puternic la unghiul înclinării Pământului pe axa sa atunci când gheața se extinde în oceane, interacționând cu curenții care pot aduce apele calde la marginea lor și ducând la creșterea topire. Efectul înclinării s-a atins atunci când nivelul de dioxid de carbon a fost similar cu ceea ce oamenii de știință prezic pentru secolul următor, dacă oamenii nu primesc emisii sub control.
Pe măsură ce nivelurile de dioxid de carbon împing peste 400 de părți pe milion, climatul va deveni mai sensibil la înclinarea Pământului sau la oblicitate, au raportat cercetătorii pe 14 ianuarie în revista Nature Geoscience.
"Într-adevăr critică este cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă", a declarat co-autorul studiului, Stephen Meyers, un paleoclimatolog la Universitatea din Wisconsin, Madison.
Un scenariu de dioxid de carbon ridicat și un unghi de înclinare ridicat ar putea fi deosebit de devastator pentru gheața de mile care acoperă Antarctica.
Reconstruirea trecutului
Peste 40.000 de ani, axa Pământului se înclină înainte și înapoi „ca un balansoar”, a spus Meyers. În prezent, această oblicitate este de aproximativ 23,4 grade, dar poate ajunge la 22,1 grade sau la 24,5 grade.
Înclinarea contează când și unde lumina soarelui lovește globul și poate astfel influența climatul.
Pentru a reconstrui o istorie a modului în care gheața Antarcticii a răspuns la această înclinare, Meyers și coautorii săi au folosit câteva surse de informații despre trecutul climatic al Pământului. O sursă a fost carbonatul de calciu din fundul oceanului, lăsat în urmă de organismele unicelulare numite foraminifere bentice. Aceste organisme excretă o coajă de carbonat de calciu în jurul lor, blocându-se într-o înregistrare globală continuă a chimiei oceanelor și a atmosferei.
Înregistrările de sedimente din jurul Antarcticii au furnizat o altă sursă de istorie climatică - o specialitate a coautorului studiului și paleoclimatologului Richard Levy de la GNS Science și Victoria University din Wellington din Noua Zeelandă. Aceste sedimente, găurite din fundul oceanului în miezuri lungi și coloane, dețin și un record al trecutului. Un ghețar, de exemplu, aruncă un amestec distinctiv de nămol, nisip și pietriș unde se află. Aceste nuclee oferă o imagine foarte detaliată a locurilor unde au fost odată ghețurile, a spus Meyers, dar există lacune în evidență.
Cicluri de gheață
Cu date din ambele surse, cercetătorii au alcătuit o istorie a Antarcticii de acum 34 de milioane până la 5 milioane de ani. Levy a spus că primele mari straturi de gheață din Antarctica s-au format acum 34 de milioane de ani, iar gheața pe mare pe tot parcursul anului a devenit norma cu doar 3 milioane de ani în urmă, când nivelurile de dioxid de carbon au scăzut sub 400 de părți pe milion.
De la aproximativ 34 de milioane de ani în urmă până la aproximativ 25 de milioane de ani, dioxidul de carbon era foarte ridicat (600 - 800 ppm) și cea mai mare parte a gheții Antarcticii era pe bază de tărie, nu în contact cu marea. Cercetătorii au descoperit că avansul și retragerea gheții continentului au fost relativ insensibile la înclinarea planetei în acest moment. Între aproximativ 24,5 milioane și aproximativ 14 milioane de ani în urmă, dioxidul de carbon atmosferic a scăzut la între 400 și 600 ppm. Plăcile de gheață au avansat mai des în mare, dar nu prea existau gheață plutitoare. În acest moment, planeta a devenit destul de sensibilă la înclinarea axei Pământului.
Între 13 milioane și 5 milioane de ani în urmă, nivelurile de dioxid de carbon au scăzut din nou, ajungând până la 200 ppm. Plutirea gheții marine a devenit mai proeminentă, formând o crustă peste oceanul deschis iarna și subțire doar vara. Sensibilitatea la înclinarea Pământului a scăzut.
Nu este în întregime clar de ce apare această schimbare a sensibilității la oblicitate, a spus Levy la Live Science, dar motivul pare să implice contactul între gheață și ocean. În momentele cu înclinare ridicată, regiunile polare se încălzesc, iar diferențele de temperatură dintre ecuator și poli devin mai puțin extreme. La rândul său, aceasta modifică tiparele vântului și curentului - care sunt în mare parte determinate de această diferență de temperatură - crescând în final fluxul de apă caldă din ocean până la marginea Antarcticii.
Când gheața se bazează în mare parte pe teren, acest flux nu atinge gheața. Dar când ghețurile sunt împământate pe fundul oceanului, în contact cu curenții, fluxul de apă caldă contează foarte mult. Gheața plutitoare de mare pare să blocheze o parte din debit, scăzând tendința de topire a foii de gheață. Dar când nivelurile de dioxid de carbon sunt suficient de mari încât gheața marină plutitoare se topeste, nu există nimic care să oprească acești curenți calzi. Atunci, înclinarea Pământului pare să conteze cel mai mult, așa cum s-a produs între 24,5 milioane și 14 milioane de ani în urmă.
Această istorie stârnește probleme pentru viitorul Antarcticii. În 2016, nivelul de dioxid de carbon din atmosfera Pământului a sărit peste 400 ppm, permanent. Ultima dată în istoria geologică a Pământului că dioxidul de carbon a fost atât de mare, nu a existat gheață de mare pe tot parcursul anului în Antarctica, a spus Levy. Dacă emisiile continuă așa cum sunt, gheața marină va scădea, a spus Levy, „și vom sări înapoi într-o lume care nu a existat de milioane de ani”.
„Zăcămintele de gheață vulnerabile pe bază de Antarctica vor simți efectul înclinării noastre actuale relativ ridicate, iar încălzirea oceanelor la marjele Antarcticii va fi amplificată”, a spus el.
Luni (14 ianuarie), un alt grup de cercetători au raportat că rata de topire a Antarcticii este deja de șase ori mai rapidă decât a fost în urmă cu doar câteva decenii. Cercetătorii au descoperit că continentul a pierdut aproximativ 40 de gigatoni de gheață pe an între 1979 și 1990. Între 2009 și 2017, a pierdut în medie 252 de gigați pe an.
Cercetătorii analizează acum micile variații ale sensibilității la înclinarea Pământului care apar pe cele trei tipare largi pe care le-au găsit, dar mesajul principal este deja clar, a spus Levy.
"Gheața antarctică de mare este clar importantă", a spus el. „Trebuie să impunem și să ne dăm seama de modalități de îndeplinire a obiectivelor privind emisiile.”
