Godinama je Antarktika prkosila očekivanjima klimatologa. Iako su globalne i regionalne temperature rasle, opseg morskog leda na krajnjem jugu svijeta povećavao se od 1970-ih pa sve do 2015. godine. Zatim je 2016. uslijedio nagli slom: led se povukao na rekordno niske razine i do danas se nije oporavio. Novo istraživanje Sveučilišta Stanford sada nudi objašnjenje tog obrata, a ono je važno daleko izvan Antarktike jer Južni ocean ima ključnu ulogu u globalnoj cirkulaciji mora i upija velik dio topline koju u atmosferi zadržavaju emisije nastale ljudskim djelovanjem.
Autori rada povezuju taj gubitak leda s naglim oslobađanjem topline koja se godinama nakupljala ispod površine oceana. Prema njihovoj analizi, pojačane oborine, uključujući snijeg i kišu, smanjivale su slanost i gustoću površinskog sloja mora. Time se stvorio svojevrsni poklopac koji je topliju dubinsku vodu držao zarobljenom ispod hladne površine, pa se morski led mogao širiti unatoč općem zatopljenju. No kako je oko Antarktike posljednjih desetljeća bilo sve više olujnog vremena, vjetrovi su postupno pojačavali uzdizanje dublje vode prema površini. Kad je taj proces prevladao, počelo je razdoblje niskog leda.
Voditelj istraživanja Earle Wilson, docent znanosti o Zemljinim sustavima na Stanfordovoj školi održivosti Doerr, kaže da su pojačane oborine i uzdizanje vode pod utjecajem vjetrova dva ključna procesa koja stoje iza nedavnih krajnosti u opsegu antarktičkog morskog leda. Oba su procesa jačala istodobno, ali ne jednakim tempom. Neko su vrijeme prevagu imale oborine, no poslije je glavnu ulogu preuzelo uzdizanje toplije vode iz dubljih slojeva.
Podaci iz mora ispod leda
Istraživanje, objavljeno 23. ožujka u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences, temelji se na vrijednom, ali dugo zanemarivanom skupu podataka. Riječ je o mjerenjima autonomnih plutača iz globalne mreže Argo, koje uglavnom djeluju u otvorenom moru, izvan pojasa antarktičkog leda. No neke od njih zalaze i pod sezonski led, ondje bilježe stanje u dubljim slojevima oceana, a prikupljene podatke šalju tek kada se ljeti ponovno probiju na površinu.
Wilson i suradnici prikupili su i analizirali dvadeset godina podataka prikupljenih ispod sezonskog antarktičkog leda. Suautorica rada Lexi Arlen, doktorandica u istraživačkoj skupini Polar Ocean Dynamics, istaknula je da je upravo spoj opažanja i idealiziranog modeliranja prvi put omogućio da se istim okvirom objasne i razdoblje širenja i kasnija faza naglog povlačenja morskog leda. Wilson pritom naglašava da su znanstvenici tek sada dobili dovoljno gusto raspoređene podatke iz mora ispod leda da mogu jasno pratiti promjene iz godine u godinu na velikom dijelu Antarktike. Zbog toga se ovo istraživanje ubraja među prva koja te podatke u cijelosti koristi kako bi objasnilo trendove antarktičkog morskog leda tijekom posljednjih dvaju desetljeća.
Jedan od važnijih zaključaka bio je da je uzdizanje toplije vode iz dubine počelo nekoliko godina prije naglog obrata sredinom prošlog desetljeća. To je upućivalo na to da je morao postojati još jedan proces koji je neko vrijeme zadržavao tu toplinu ispod površine i tako odgađao povlačenje leda. Prema autorima, odgovor leži u promjenama slanosti i u većem dotoku slatke vode.
Toplina zarobljena ispod površine
U Južnom oceanu dublji slojevi vode obično su dva do tri stupnja topliji od površine, koja je izložena ledenom zraku i ostaje blizu točke smrzavanja. Kako su pojačane oborine i otopljena voda smanjivale slanost i gustoću površinskog sloja, razlika između površine i dubine sve se više pojačavala. Ocean se zbog toga sve teže miješao između tih slojeva, pa je toplija voda ostajala zarobljena u dubini. To je, prema zaključku autora, omogućilo širenje morskog leda i u razdoblju u kojem bi se zbog zatopljenja očekivao suprotan trend.
Ipak, objašnjenje još nije potpuno. Argo plutače nisu na pacifičkoj strani Antarktike, od zapadnog dijela Antarktičkog poluotoka do Rossova mora, zabilježile iste uvjete kao na atlantskoj strani. Unatoč tomu, i ondje je morski led prošao kroz sličan obrazac: najprije se širio, a zatim naglo povukao. Wilson upozorava da je u pacifičkom sektoru zabilježen suprotan razvoj u samom oceanu. Nakon pada količine leda, unutrašnji dijelovi oceana ondje su se hladili, umjesto zagrijavali. Upravo zato taj dio priče i dalje ostaje otvoren.
Znanstvenici sada žele ispitati i druge mehanizme koji bi na pacifičkoj strani mogli imati važniju ulogu, a vjerojatno djeluju i šire diljem regije. Među mogućim objašnjenjima izdvajaju promjene u kretanju morskog leda te snažnije turbulentno miješanje oceana povezano s češćim olujama. Ovi se rezultati nadovezuju i na raniji rad Wilsonove skupine, koja je višedesetljetno hlađenje Južnog oceana povezala s podcijenjenim količinama oborina i dotokom slatke vode nastale topljenjem leda. Zato novo istraživanje nije važno samo za razumijevanje neobičnog obrata u antarktičkom morskom ledu, nego i za pouzdanije procjene budućih promjena, uključujući topljenje antarktičkog ledenog pokrova i porast razine mora.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
