นักวิทยาศาสตร์วัดความหนาและการหลอมฐานของชั้นวางน้ำแข็งรอส ที่จัดมา, CC BY-ND
มหาสมุทรที่ล้อมรอบแอนตาร์กติกามีบทบาทสำคัญในการควบคุมสมดุลมวลของน้ำแข็งปกคลุมของทวีป ตอนนี้เรารู้ว่าการทำให้ผอมบางของน้ำแข็งที่มีผลต่อเกือบ หนึ่งในสี่ของแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกตะวันตก ชัดเจน เชื่อมโยงกับมหาสมุทร.
การเชื่อมต่อระหว่างมหาสมุทรใต้และแผ่นน้ำแข็งของแอนตาร์กติกาตั้งอยู่ในชั้นน้ำแข็ง - แผ่นน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่มีความหนาหลายร้อยเมตรหนาลอยบนมหาสมุทร ชั้นวางน้ำแข็งบดกับแนวชายฝั่งและหมู่เกาะและค้ำจุนการรั่วไหลของน้ำแข็งบด เมื่อมหาสมุทรกัดเซาะชั้นน้ำแข็งจากด้านล่างการกระทำที่ค้ำยันนี้จะลดลง
ในขณะที่ชั้นวางของน้ำแข็งบางส่วนกำลังเบาบางลงอย่างรวดเร็วส่วนชั้นอื่นก็ยังคงมีเสถียรภาพและกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้อยู่ในมหาสมุทรที่ซ่อนอยู่ใต้ชั้นน้ำแข็ง ของเรา งานวิจัยที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ สำรวจกระบวนการมหาสมุทรที่ขับเคลื่อนการละลายของชั้นน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดในโลก มันแสดงให้เห็นว่ากระบวนการที่มักถูกมองข้ามคือการทำให้เกิดการละลายอย่างรวดเร็วของส่วนสำคัญของชั้นวาง
ลายนิ้วมือมหาสมุทรบนแผ่นน้ำแข็งละลาย
การสูญเสียน้ำแข็งอย่างรวดเร็วจากทวีปแอนตาร์กติกามักเชื่อมโยงกับ Circumpolar Deep Water (CDW) นี้ค่อนข้างอบอุ่น (+ 1C) และมวลน้ำเค็มซึ่งพบได้ที่ระดับความลึกต่ำกว่า 300 เมตรรอบแอนตาร์กติกาสามารถขับละลายอย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่นในมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันออกเฉียงใต้ตามแนวชายฝั่งทะเล Amundsen ของชายฝั่งตะวันตกของแอนตาร์กติกา CDW ข้ามช่องไหล่ทวีปในช่องลึกและเข้าสู่โพรงหิ้งน้ำแข็งขับรถ ละลายอย่างรวดเร็ว และผอมบาง
น่าสนใจว่าชั้นวางน้ำแข็งไม่ได้ละลายอย่างรวดเร็ว ชั้นวางน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดรวมถึงชั้นวางน้ำแข็ง Ross และ Filchner-Ronne อันกว้างใหญ่ปรากฏอยู่ใกล้กับจุดสมดุล พวกเขาส่วนใหญ่แยกจาก CDW โดยน้ำเย็นที่ล้อมรอบพวกเขา
ภาพจากดาวเทียมแสดงให้เห็นว่าลมนอกชายฝั่งกำลังพัดพาน้ำแข็งออกจากหิ้งน้ำแข็งรอสทางตะวันตกเฉียงเหนือซึ่งเผยให้เห็นพื้นผิวมหาสมุทรที่มืดมิด ความร้อนจากแสงอาทิตย์ทำให้น้ำอุ่นพอที่จะทำให้ละลายได้ รูปที่แก้ไขจาก https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0 ที่จัดมา, CC BY-ND
ผลกระทบที่ขัดแย้งกันของ CDW และน้ำหิ้งเย็นรวมกับการกระจายของพวกเขาอธิบายความแปรปรวนจำนวนมากในการหลอมละลายที่เราสังเกตรอบแอนตาร์กติกาวันนี้ แต่แม้จะมีความพยายามอย่างต่อเนื่องในการสำรวจช่องว่างของชั้นน้ำแข็งทะเลที่ซ่อนอยู่เหล่านี้ยังคงอยู่ในส่วนที่สำรวจน้อยที่สุดของมหาสมุทรของโลก
มันอยู่ในบริบทนี้ที่การวิจัยของเราสำรวจชุดข้อมูลใหม่ที่ยากต่อการสังเกตการณ์ทางมหาสมุทรและอัตราการละลายจากชั้นน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดในโลก
ใต้หิ้งน้ำแข็งรอสส์
ใน 2011 เราใช้หลุมเจาะลึก 260 เมตรที่ละลายผ่านมุมตะวันตกเฉียงเหนือของ Ross Ice Shelf เจ็ดกิโลเมตรจากมหาสมุทรเปิดเพื่อปรับใช้เครื่องมือที่ตรวจสอบสภาพมหาสมุทรและอัตราการละลายใต้น้ำแข็ง เครื่องมือยังคงอยู่ในสถานที่เป็นเวลาสี่ปี
การสำรวจแสดงให้เห็นว่าไกลจากการเป็นน้ำนิ่งสงบสภาพใต้ชั้นน้ำแข็งเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา อุณหภูมิของน้ำความเค็มและกระแสน้ำเป็นไปตามวัฏจักรฤดูกาลที่แข็งแกร่งซึ่งแสดงให้เห็นว่าน้ำผิวดินอุ่นจากทางเหนือของหน้าน้ำแข็งถูกดึงลงไปทางใต้สู่โพรงในช่วงฤดูร้อน
อัตราการหลอมที่พื้นที่จอดเรือโดยเฉลี่ย 1.8 เมตรต่อปี แม้ว่าอัตรานี้จะต่ำกว่าชั้นวางน้ำแข็งมากซึ่งได้รับผลกระทบจาก CDW ที่อบอุ่น แต่ก็สูงกว่าอัตราเฉลี่ยของชั้นวางน้ำแข็งรอสประมาณสิบเท่า ความแปรปรวนตามฤดูกาลที่แข็งแกร่งของอัตราการละลายชี้ให้เห็นว่าฮอตสปอตหลอมละลายนี้เชื่อมโยงกับการไหลเข้าของฤดูร้อน
ฤดูร้อนอุณหภูมิผิวน้ำทะเลโดยรอบแอนตาร์กติกา (a) และในทะเลรอสส์ (b) แสดงให้เห็นถึงความร้อนแรงตามฤดูกาลภายในโพลียาทะเลรอสส์ รูปที่แก้ไขจาก https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0 ที่จัดมา, CC BY-ND
ในการประเมินขนาดของเอฟเฟกต์นี้เราใช้เรดาร์ที่มีความแม่นยำสูงในการทำแผนที่อัตราการละลายฐานทั่วทั้งภูมิภาคประมาณ 8,000 ตารางกิโลเมตรรอบ ๆ บริเวณจอดเรือ การสังเกตอย่างรอบคอบที่ไซต์ 80 รอบ ๆ ทำให้เราสามารถวัดการเคลื่อนที่ตามแนวตั้งของฐานน้ำแข็งและชั้นภายในภายในชั้นน้ำแข็งในช่วงเวลาหนึ่งปี จากนั้นเราสามารถระบุได้ว่าการทำให้ผอมบางนั้นเกิดจากฐานละลาย
การละลายนั้นเร็วที่สุดใกล้กับหน้าน้ำแข็งซึ่งเราสังเกตอัตราการหลอมเหลวในระยะสั้นสูงถึง 15 เซนติเมตรต่อวัน - คำสั่งหลายขนาดสูงกว่าอัตราเฉลี่ยของชั้นน้ำแข็ง อัตราละลายลดลงตามระยะทางจากแนวน้ำแข็ง แต่ละลายอย่างรวดเร็วขยายออกไปไกลเกินกว่าที่จอดเรือ การละลายจากพื้นที่สำรวจคิดเป็น 20% บางส่วนของทั้งหมดจากชั้นน้ำแข็งทั้งหมด
ภาพใหญ่
เหตุใดภูมิภาคของชั้นวางจึงละลายเร็วกว่าที่อื่นมากนัก บ่อยครั้งที่ในมหาสมุทรดูเหมือนว่าลมจะมีบทบาทสำคัญ
ในช่วงฤดูหนาวและฤดูใบไม้ผลิลมที่พัดแรงจะพัดผ่านชั้นวางน้ำแข็งของรอสส์ตะวันตกและขับน้ำแข็งในทะเลจากชายฝั่ง สิ่งนี้นำไปสู่การก่อตัวของพื้นที่ที่ไม่มีน้ำแข็งในทะเลโพลิยะซึ่งเป็นที่ที่มหาสมุทรสัมผัสกับบรรยากาศ ในช่วงฤดูหนาวบริเวณมหาสมุทรเปิดจะเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วและน้ำแข็งในทะเลเพิ่มขึ้น แต่ในช่วงฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อนพื้นผิวมหาสมุทรมืดดูดซับความร้อนจากดวงอาทิตย์และอุ่นก่อตัวสระว่ายน้ำอุ่นที่มีความร้อนเพียงพอที่จะทำให้เกิดการหลอมละลายที่สังเกตได้
แม้ว่าอัตราการละลายที่เราสังเกตเห็นจะต่ำกว่าที่เห็นบนชั้นวางน้ำแข็งที่ได้รับอิทธิพลจาก CDW การสำรวจชี้ให้เห็นว่าสำหรับ Ross Ice Shelf ความร้อนที่พื้นผิวเป็นสิ่งสำคัญ
เนื่องจากความร้อนนี้มีการเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับสภาพอากาศบนพื้นผิวมันมีโอกาสที่ ทำนายการลดลงของน้ำแข็งในทะเล ภายในศตวรรษที่จะมาถึงจะเพิ่มอัตราการละลายพื้นฐาน ในขณะที่การละลายอย่างรวดเร็วที่เราสังเกตเห็นนั้นในปัจจุบันมีความสมดุลจากการไหลเข้าของน้ำแข็งแบบจำลองของธารน้ำแข็งแสดงให้เห็นว่านี่เป็นภูมิภาคที่มีความสำคัญเชิงโครงสร้าง การเพิ่มขึ้นของอัตราการละลายใด ๆ สามารถลดการค้ำยันจาก Ross Island ได้ เพิ่มการปลดปล่อยน้ำแข็งตามพื้นดินและในที่สุดก็เพิ่มระดับน้ำทะเล
ในขณะที่ยังมีอะไรอีกมากให้เรียนรู้เกี่ยวกับกระบวนการเหล่านี้และสิ่งที่น่าประหลาดใจอีกประการคือแน่นอนสิ่งหนึ่งที่ชัดเจน มหาสมุทรมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงของแผ่นน้ำแข็งของแอนตาร์กติกาและเพื่อให้เข้าใจถึงความมั่นคงของแผ่นน้ำแข็งเราต้องมองไปที่มหาสมุทร
เกี่ยวกับผู้เขียน
Craig Stewart นักฟิสิกส์ทางทะเล สถาบันวิจัยน้ำและบรรยากาศแห่งชาติ
บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.
หนังสือที่เกี่ยวข้อง
การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ: สิ่งที่ทุกคนจำเป็นต้องรู้
โดย Joseph Romm
ไพรเมอร์ที่จำเป็นสำหรับสิ่งที่จะเป็นปัญหาการกำหนดเวลาของเรา การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: สิ่งที่ทุกคนต้องการรู้® เป็นภาพรวมที่ชัดเจนของวิทยาศาสตร์ความขัดแย้งและผลกระทบของโลกร้อน จาก Joseph Romm, หัวหน้าที่ปรึกษาวิทยาศาสตร์สำหรับ National Geographic ปีแห่งการมีชีวิตที่อันตราย ซีรีย์และหนึ่งใน "100 ผู้กำลังเปลี่ยนแปลงอเมริกา" ของโรลลิงสโตน เปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เสนอคำตอบที่เป็นมิตรกับผู้ใช้ทางวิทยาศาสตร์อย่างเข้มงวดกับคำถามที่ยากที่สุด (และโดยทั่วไปทางการเมือง) โดยรอบสิ่งที่นักอุตุนิยมวิทยาลอนนี่ ธ อมป์สันถือว่า "เป็นอันตรายและชัดเจนต่ออารยธรรม" วางจำหน่ายใน Amazon
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: ศาสตร์แห่งภาวะโลกร้อนและพลังงานรุ่นที่สองในอนาคตของเรา
โดย Jason Smerdon
รุ่นที่สองของ เปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เป็นแนวทางที่เข้าถึงได้และครอบคลุมเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังภาวะโลกร้อน ภาพประกอบอย่างประณีตข้อความจะมุ่งไปที่นักเรียนในหลากหลายระดับ Edmond A. Mathez และ Jason E. Smerdon ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ที่เน้นความเข้าใจของเราเกี่ยวกับระบบสภาพอากาศและผลของกิจกรรมของมนุษย์ต่อภาวะโลกร้อนของเรา Mathez และ Smerdon อธิบายถึงบทบาทที่ชั้นบรรยากาศและมหาสมุทร เล่นในสภาพภูมิอากาศของเราแนะนำแนวคิดของความสมดุลของรังสีและอธิบายการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดขึ้นในอดีต พวกเขายังให้รายละเอียดเกี่ยวกับกิจกรรมของมนุษย์ที่มีอิทธิพลต่อสภาพอากาศเช่นการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและละอองและการทำลายป่ารวมถึงผลกระทบของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ วางจำหน่ายใน Amazon
วิทยาศาสตร์ของการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ: หลักสูตรภาคปฏิบัติ
โดยแบลร์ลีอลีนาแบชแมนน์
ศาสตร์แห่งการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: หลักสูตรภาคปฏิบัติใช้ข้อความและกิจกรรมการปฏิบัติจริงสิบแปดประการ เพื่ออธิบายและสอนวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศวิธีที่มนุษย์มีความรับผิดชอบและสิ่งที่สามารถทำได้เพื่อชะลอหรือหยุดอัตราภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ หนังสือเล่มนี้เป็นคู่มือที่สมบูรณ์และครอบคลุมเกี่ยวกับหัวข้อด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ วิชาที่กล่าวถึงในหนังสือเล่มนี้ประกอบด้วย: โมเลกุลส่งพลังงานจากดวงอาทิตย์เพื่อให้ความอบอุ่นกับบรรยากาศ, ก๊าซเรือนกระจก, ภาวะเรือนกระจก, ภาวะโลกร้อน, การปฏิวัติอุตสาหกรรม, ปฏิกิริยาการเผาไหม้, ปฏิกิริยาตอบสนอง, ความสัมพันธ์ระหว่างสภาพอากาศและสภาพภูมิอากาศ เก็บคาร์บอนการสูญพันธุ์การปล่อยคาร์บอนการรีไซเคิลและพลังงานทางเลือก วางจำหน่ายใน Amazon
จากสำนักพิมพ์:
การซื้อใน Amazon ไปเพื่อชดใช้ค่าใช้จ่ายในการนำคุณ InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, และ ClimateImpactNews.com ไม่มีค่าใช้จ่ายและไม่มีผู้โฆษณาที่ติดตามพฤติกรรมการท่องเว็บของคุณ แม้ว่าคุณจะคลิกที่ลิงค์ แต่อย่าซื้อผลิตภัณฑ์ที่เลือกเหล่านี้ แต่อย่างอื่นที่คุณซื้อในการเข้าชมครั้งเดียวกันบน Amazon จะจ่ายค่าคอมมิชชั่นให้เราเล็กน้อย ไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับคุณดังนั้นโปรดช่วยสนับสนุนด้วย นอกจากนี้คุณยังสามารถ ใช้ลิงค์นี้ ใช้กับ Amazon ได้ตลอดเวลาเพื่อให้คุณสามารถช่วยสนับสนุนความพยายามของเรา
