ภูมิอากาศในอาร์กติก 6 15
Fritz POLKING/Gamma-Rapho ผ่าน Getty Images

พื้นที่ ช้าลงหน่อย ของการไหลเวียนของมหาสมุทรใต้ลดลงอย่างมากใน ขอบเขตของทะเลน้ำแข็ง และ คลื่นความร้อนเป็นประวัติการณ์ ล้วนสร้างความกังวลว่าแอนตาร์กติกาอาจเข้าใกล้จุดเปลี่ยน

ตอนนี้โลกร้อนขึ้น 1.2? สูงกว่าระดับก่อนยุคอุตสาหกรรม (หมายถึงอุณหภูมิเฉลี่ยระหว่างปี 1805 ถึง 1900) และมีระดับน้ำทะเลทั่วโลกสูงขึ้น 20 ซม.

ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและเหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้วจะเกิดขึ้นบ่อยขึ้นหากเราดำเนินการเกินขอบเขต (Paris Agreement) ตั้งเป้าให้ความอบอุ่นได้ต่ำกว่า 2?. ปัจจุบันเราอยู่ในแนวทางโดยเฉลี่ย โลกร้อน3-4? ภายในปี 2100.

ในขณะที่ความสุดโต่งของแอนตาร์กติกเมื่อเร็วๆ นี้ไม่ใช่จุดเปลี่ยนเสมอไป ภาวะโลกร้อนอย่างต่อเนื่องจะเร่งการสูญเสียน้ำแข็งและมหาสมุทรให้ร้อนขึ้น ผลักดันแอนตาร์กติกาไปสู่จุดจำกัด ซึ่งเมื่อข้ามไปแล้วจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่แก้ไขไม่ได้ โดยมีผลกระทบระยะยาวระดับโลก ผลกระทบหลายชั่วอายุคน และผลที่ตามมาที่สำคัญสำหรับ ผู้คนและสิ่งแวดล้อม

กราฟิกสมัครสมาชิกภายในตัวเอง

ระบบโลกได้รับการออกแบบมาให้เข้าสู่ภาวะสมดุล (เข้าสู่ภาวะสมดุล) เพื่อตอบสนองต่อความร้อนของสภาพอากาศ แต่ครั้งสุดท้ายที่ระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ (CO?) สูงเท่ากับในปัจจุบัน (423 ppm) เมื่อสามล้านปีที่แล้ว.

สภาพภูมิอากาศของโลกต้องใช้เวลานับพันปีในการปรับตัวให้เข้ากับสิ่งนี้ เมื่อเป็นเช่นนั้น พื้นผิวโลกเป็น 2? อุ่นขึ้นและ ระดับน้ำทะเลทั่วโลกสูงขึ้น 20 เมตร เนื่องจาก แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกละลาย. ย้อนกลับไปในตอนนั้น แม้แต่บรรพบุรุษมนุษย์ยุคแรกสุดของเราก็ยังไม่วิวัฒนาการ

วิวัฒนาการของมนุษยชาติเริ่มต้นได้หลังจาก CO เท่านั้น? ระดับ ลดลงต่ำกว่า 300ppmเมื่อประมาณ 2.7 ล้านปีก่อน ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา อุณหภูมิเฉลี่ยของโลกผันผวนอยู่ระหว่าง 10? ในช่วงยุคน้ำแข็งและ 14? ในช่วงระหว่างน้ำแข็งที่อุ่นขึ้น

ในช่วง 10,000 ปีที่ผ่านมาระหว่างยุคน้ำแข็งของเรา เครื่องควบคุมอุณหภูมิก๊าซเรือนกระจกของโลกถูกตั้งค่าไว้ที่ 300 ppm ของ CO14 โดยคงอุณหภูมิเฉลี่ยที่น่าพอใจไว้ที่ XNUMX? ภูมิอากาศแบบโกลดิล็อกส์ ไม่ร้อนเกินไป ไม่หนาวเกินไป แต่ก็เหมาะกับการเจริญรุ่งเรืองของอารยธรรมมนุษย์

ภูมิอากาศในอาร์กติก2 6 15

ภาวะโลกร้อนที่กำลังดำเนินอยู่จะเพิ่มความเร็วในการสูญเสียน้ำแข็งและมหาสมุทรที่ร้อนขึ้น ผลักดันแอนตาร์กติกาไปสู่ระดับการเปลี่ยนแปลงที่ไม่อาจย้อนกลับได้ Vincent LECOMTE / Gamma-Rapho ผ่าน Getty Images

ระบบโลกเชื่อมต่อถึงกัน

ความร้อนของโลกในปัจจุบันกำลังทำให้ระบบโลกก้าวข้ามขีดจำกัดที่มนุษย์ไม่เคยสัมผัสมาก่อน ไปสู่สภาพอากาศที่ชั้นน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็งในทะเลของแอนตาร์กติกาไม่สามารถดำรงอยู่ได้อีกต่อไป และประชากรหนึ่งพันล้านคนซึ่งปัจจุบันอาศัยอยู่ใกล้ชายฝั่งจะถูกจมน้ำตายเพราะน้ำทะเลที่เพิ่มสูงขึ้น

นี่จะเป็นโลกที่ไฟป่า คลื่นความร้อน แม่น้ำในบรรยากาศ ฝนตกหนัก และความแห้งแล้ง – เช่นที่เราพบเห็นทั่วโลกเมื่อฤดูร้อนที่แล้ว – กลายเป็นเรื่องธรรมดา

ระบบโลก (มหาสมุทร ชั้นบรรยากาศ ไครโอสเฟียร์ ระบบนิเวศ ฯลฯ) เชื่อมโยงถึงกัน สิ่งนี้ช่วยให้การไหลเวียนของพลังงานทำให้ระบบทางกายภาพและระบบนิเวศสามารถคงความสมดุลหรือคืนความสมดุลได้ แต่การเชื่อมต่อยังหมายถึงการพึ่งพา ซึ่งนำไปสู่ปฏิกิริยาตอบสนอง ขยายเสียงตอบรับและผลที่ตามมา การเปลี่ยนแปลงมีผลต่อเนื่อง เหมือนกับการล้มโดมิโน

ลูปป้อนกลับ – ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่เป็นวัฏจักรที่เกิดซ้ำแล้วซ้ำเล่า – สามารถทำให้ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศรุนแรงขึ้นหรืออ่อนแอลง บางครั้งทำให้ระบบมีเสถียรภาพ แต่มักจะขยายการตอบสนองด้วยผลกระทบด้านลบ

การเปลี่ยนแปลงไม่ได้เป็นเชิงเส้นเสมอไป มันสามารถเกิดขึ้นอย่างกะทันหันและไม่สามารถย้อนกลับได้ในช่วงเวลาของมนุษย์ถ้าก ข้ามเกณฑ์หรือจุดเปลี่ยน.

ในที่นี้ เราร่างลำดับของการเปลี่ยนแปลงและผลที่ตามมา รวมทั้งวงจรป้อนกลับและเกณฑ์ โดยใช้ตัวอย่างภาวะโลกร้อน แผ่นน้ำแข็งของแอนตาร์กติกากำลังละลาย และส่งผลให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น

ภูมิอากาศในอาร์กติก3 6 15

กราฟนี้แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ไม่เปลี่ยนแปลงทำให้เกิดผลกระทบที่ตามมาและผลกระทบที่รุนแรงมากขึ้น ซึ่งบางส่วนจะแก้ไขไม่ได้ในหลายชั่วอายุคนในอนาคต เบค แมคมาสเตอร์ แห่ง ReMaster, CC BY-ND

เราพิจารณาถึงอนาคตใน 50 ปี เนื่องจากสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับผู้กำหนดนโยบายในปัจจุบัน แต่ยังกำหนดผลต่อเนื่องหลายชั่วอายุคนให้ยาวนานขึ้นด้วย ในขณะที่เรามุ่งเน้นไปที่ตัวอย่างนี้ ยังมีจุดเปลี่ยนอื่น ๆ ของแอนตาร์กติกอีกมากมาย รวมถึงผลกระทบของน้ำจืดจากการละลายของแผ่นน้ำแข็งที่มีต่อระบบนิเวศทางทะเล และผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงของแอนตาร์กติกต่ออุณหภูมิและรูปแบบปริมาณน้ำฝนของเอโอเทียรัว

แอนตาร์กติกาในโลกร้อน

เว้นแต่ว่าเราจะเปลี่ยนวิถีการปล่อยมลพิษในปัจจุบัน นี่คือสิ่งที่คาดหวัง

ภายในปี 2070 ภูมิอากาศเหนือทวีปแอนตาร์กติกา (Te Tiri o te Moana) จะอุ่นขึ้นมากกว่า 3 องศา? สูงกว่าอุณหภูมิก่อนยุคอุตสาหกรรม มหาสมุทรใต้ (Te Moana-t?pokopoko-aT?whaki) จะเป็น 2? อุ่นขึ้น

ผลที่ตามมาก็คือ น้ำแข็งในทะเลในฤดูร้อนมากกว่า 45% จะสูญหายไป ทำให้พื้นผิวมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศเหนือทวีปแอนตาร์กติกาอุ่นขึ้นเร็วขึ้น เนื่องจากมหาสมุทรมืดเข้ามาแทนที่น้ำแข็งสีขาวในทะเล ดูดซับรังสีจากดวงอาทิตย์มากขึ้นและเปล่งรังสีออกมาเป็นความร้อนอีกครั้ง สิ่งนี้ทำให้อากาศอุ่นและชื้นในแม่น้ำในบรรยากาศจากเขตร้อนสามารถทะลุลงไปทางใต้ได้

ภาวะโลกร้อนที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของภูมิอากาศแอนตาร์กติกนี้เป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการขยายขั้ว สิ่งนี้กำลังเกิดขึ้นแล้วในแถบอาร์กติก ซึ่งร้อนขึ้นเร็วกว่าค่าเฉลี่ยทั่วโลกที่ 1.2? XNUMX-XNUMX เท่า โดยมีผลกระทบอย่างมากต่อการสูญเสียน้ำแข็งในทะเลอย่างถาวร และการละลายของแผ่นน้ำแข็งของกรีนแลนด์

จุดเปลี่ยนแอนตาร์กติก

น้ำอุ่นจะละลายชั้นน้ำแข็ง ซึ่งเป็นลิ้นน้ำแข็งที่ลอยอยู่ซึ่งทำให้แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกคงตัว ทำให้น้ำแข็งไหลลงสู่มหาสมุทรช้าลง

ชั้นน้ำแข็งสามารถผ่านจุดเปลี่ยนได้เมื่ออุณหภูมิของมหาสมุทรในท้องถิ่นข้ามขีดจำกัด ทำให้ชั้นน้ำแข็งบางลงและลอยอยู่ในที่ซึ่งครั้งหนึ่งเคยถูกตรึงไว้กับก้นทะเล การละลายที่พื้นผิวยังทำให้ชั้นน้ำแข็งอ่อนตัวด้วย ในบางกรณี น้ำบนพื้นผิวจะเติมรอยแตกในน้ำแข็ง และจากนั้นอาจทำให้พื้นที่ขนาดใหญ่แตกตัวอย่างรุนแรง

ภายในปี พ.ศ. 2070 ความร้อนในมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศจะทำให้ชั้นน้ำแข็งจำนวนมากแตกตัวเป็นภูเขาน้ำแข็งซึ่งจะละลายและปล่อยปริมาณหนึ่งในสี่ของปริมาตรทั้งหมดลงสู่มหาสมุทรในรูปของน้ำจืด ภายในปี 2100 ชั้นวางน้ำแข็งจะหายไป 50% ภายในปี 2150 ทุกอย่างจะละลายหมด

ภูมิอากาศในอาร์กติก4 6 15
 หิ้งน้ำแข็งของแอนตาร์กติกากั้นธารน้ำแข็งบนบกไว้ ซึ่งไหลลงสู่ทะเลภายใต้แรงโน้มถ่วง Wolfgang Kaehler / LightRocket ผ่าน Getty Images

หากปราศจากชั้นน้ำแข็งที่ยึดแผ่นน้ำแข็งไว้ ​​ธารน้ำแข็งจะไหลลงสู่มหาสมุทรในอัตราที่เร็วกว่าภายใต้แรงโน้มถ่วง แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกตะวันออกส่วนใหญ่และแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกตะวันตกเกือบทั้งหมดนั่งอยู่บนหินในที่ลึกต่ำกว่าระดับน้ำทะเล

พวกมันมีความเสี่ยงต่อกระบวนการที่ผันกลับไม่ได้ซึ่งเรียกว่าความไม่เสถียรของแผ่นน้ำแข็งในทะเล (Misi). ขณะที่ขอบของน้ำแข็งถอยร่นลงไปในแอ่งน้ำลึก ซึ่งได้แรงหนุนจากการรุกล้ำของน้ำทะเลอุ่นอย่างต่อเนื่อง การสูญเสียน้ำแข็งจะกลายเป็นการรักษาตนเอง ในอัตราเร่งจนหมด

ข้อเสนอแนะเชิงบวกอื่น ๆ เรียกว่าความไม่เสถียรของหน้าผาน้ำแข็งในทะเล (IBD) หมายถึงหน้าผาที่ขอบของแผ่นน้ำแข็งที่ถอยร่นจะไม่เสถียรและโค่นล้ม เผยให้เห็นหน้าผาที่สูงกว่านั้น ยุบตัวลงตามน้ำหนักของตัวเองอย่างต่อเนื่องเหมือนโดมิโน.

หากอุณหภูมิโลกไม่ต่ำกว่า 2? แบบจำลองแผ่นน้ำแข็งแสดงว่าระดับน้ำทะเลทั่วโลกจะเพิ่มขึ้นที่ระดับหนึ่ง อัตราเร่ง มากถึง 3m ต่อศตวรรษ คนรุ่นต่อไปจะมุ่งมั่นที่จะล่าถอยอย่างไม่หยุดยั้งของเกาะกรีนแลนด์และส่วนที่เป็นทะเลของแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติก ทำให้ระดับน้ำทะเลทั่วโลกสูงขึ้นมากถึง 24 เมตร

ภูมิอากาศในอาร์กติก5 6 15
 บางส่วนของแผ่นน้ำแข็งของแอนตาร์กติกาอยู่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเลและเสี่ยงต่อการล่าถอยโดยไม่หยุดยั้ง เมื่อมีการข้ามเกณฑ์ที่กำหนด การสำรวจแอนตาร์กติกของอังกฤษ, CC BY-ND

การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เน้นให้เห็นถึงความเร่งด่วนในการลดการปล่อยมลพิษในทันทีและเชิงลึก แอนตาร์กติกาจะต้องยังคงเป็นทวีปที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็งอย่างมั่นคงเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบที่เลวร้ายที่สุดจากน้ำทะเลที่เพิ่มขึ้น

โปรแกรมทั่วโลกรวมถึง แพลตฟอร์มวิทยาศาสตร์แอนตาร์กติกกำลังจัดลำดับความสำคัญของการวิจัยเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงในอนาคตของแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติก แม้ว่าข่าวจะไม่ดีนัก แต่ก็ยังมีเวลาที่จะลงมือทำ

เกี่ยวกับผู้เขียน

ทิโมธี แนช, ศาสตราจารย์สาขาธรณีศาสตร์ Te Herenga Waka - มหาวิทยาลัยวิกตอเรียแห่งเวลลิงตัน.  Mel Climo, Sandy Morrison และ Nancy Bertler จาก Antarctic Science Platform ได้รับการยอมรับสำหรับข้อมูลและการสนับสนุนของพวกเขาสนทนา

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.