Согласно моделированиям, повышение температуры вызовет ряд переломных моментов для ледяных щитов Антарктиды, что приведет к практически необратимому таянию, - пишет sciencenews.org со ссылкой на Nature.
Исследователи намечают ряд критических моментов, связанных с температурой, для Антарктического ледникового щита. По словам ученых, как только достигается каждый переломный момент, изменения в ледяном щите и последующее таяние уже невозможно обратить, даже если температура упадет до нынешнего уровня.
Полная масса льда, лежащая на вершине Антарктиды, удерживает достаточно воды, чтобы возвышаться примерно на 58 метров от уровня моря. Хотя ледяной покров не разрушится полностью завтра или даже в следующем столетии, потеря льда в Антарктике ускоряется. Таким образом, ученые хотят понять процессы, в результате которых может произойти такой коллапс.
«Что нас действительно интересует, так это долгосрочная стабильность льда», - говорит Рикарда Винкельманн - ученый-климатолог из Потсдамского института исследований воздействия на климат в Германии. В новом исследовании Винкельманн и ее коллеги смоделировали, как повышение температуры в будущем может привести к изменениям в Антарктиде во взаимодействии льда, океанов, атмосферы и суши.
Помимо прямого таяния из-за потепления, многочисленные процессы, связанные с изменением климата, могут ускорить общее таяние (это называется положительной обратной связью) или замедлить его (это отрицательная обратная связь).
Например, по мере того, как вершины ледяных щитов медленно тают до более низких высот, воздух вокруг них становится все теплее, ускоряя таяние. Повышение температуры также смягчает сам лед, поэтому он быстрее скользит в сторону моря. А океанские воды, которые поглотили тепло из атмосферы, могут передавать это тепло уязвимым подножиям антарктических ледников, выступающих в море, разъедая ледяные контрфорсы, которые не дают ледникам сползать в море. Западно-антарктический ледяной щит особенно уязвим для таких взаимодействий с океаном, но теплые воды также угрожают участкам Восточно-антарктического ледяного щита, таким как ледник Тоттен.
Однако изменение климата может вызвать и некоторые отрицательные обратные связи, которые замедляют потерю льда. Например, более высокие температуры атмосферы также испаряют больше океанской воды, повышая влажность воздуха и увеличивая количество снегопадов.
Новое исследование предполагает, что при потеплении ниже 1 градуса Цельсия по сравнению с доиндустриальными временами увеличение количества снегопадов немного увеличивает массу льда на континенте, ненадолго опережая общие потери. Но на этом хорошие новости заканчиваются. Моделирование предполагает, что после потепления примерно на 2 градуса Цельсия Западно-Антарктический ледяной щит станет нестабильным и разрушится, в первую очередь из-за его взаимодействия с теплыми океанскими водами, в результате чего уровень моря повысится более чем на 2 метра. Это результат потепления, который стороны, подписавшие Парижское соглашение 2015 года, обязались не превышать, но которую мир собирается превзойти к 2100 году.
Поскольку на планете продолжается потепление, некоторые ледники Восточной Антарктики поведут себя так же. При потеплении на 6 градусов по Цельсию «мы достигаем точки, в которой поверхностные процессы становятся доминирующими», - говорит Винкельманн. Другими словами, поверхность льда теперь находится на достаточно низком уровне, чтобы ускорить таяние. Команда обнаружила, что между 6 и 9 градусами потепления более 70 процентов общей массы льда в Антарктиде теряется, что соответствует возможному повышению уровня моря более чем на 40 метров.
Исследование предполагает, что эти потери льда невозможно восстановить, даже если температура вернется к доиндустриальному уровню. Моделирование показывает, что для того, чтобы Западно-Антарктический ледяной щит вырос до современных размеров, температура должна упасть как минимум на 1 градус Цельсия по сравнению с доиндустриальными временами.
«То, что мы теряем, может быть потеряно навсегда», - говорит Винкельманн.
Винклеманн добавляет, что существуют и другие возможные механизмы обратной связи, как положительные, так и отрицательные, которые не были включены в эти модели, либо потому, что эти механизмы незначительны, либо потому, что их влияние еще недостаточно изучено. К ним относятся взаимодействия с климатическими моделями океана, такими как Южное колебание Эль-Ниньо, и с моделями циркуляции океана, включая атлантическую меридиональную опрокидывающуюся циркуляцию.
Предыдущие исследования показали, что талая вода из ледяных щитов Гренландии и Антарктики также может играть сложную роль обратной связи. Николас Голледж, ученый-климатолог из Университета Виктории в Веллингтоне в Новой Зеландии, в 2019 году сообщил в журнале Nature, что потоки талой воды Гренландии могут замедлить циркуляцию океана в Атлантике, в то время как холодная пресная талая вода Антарктики может действовать как печать на поверхности океана вокруг материка, удерживая внизу более теплые и соленые воды, где они могут продолжать разъедать нижнюю часть ледников.
В отдельном исследовании, опубликованном 23 сентября в журнале Science Advances, Шайна Садай, ученый-климатолог из Массачусетского университета в Амхерсте, и ее коллеги также изучили влияние талой воды в Антарктике. При моделировании, ориентированном на 2250 год, исследователи обнаружили, что в дополнение к холодному слою талой воды, удерживающему под собой теплую воду, этот поверхностный слой пресной воды будет оказывать сильный охлаждающий эффект, который может увеличить объем морского льда вокруг Антарктиды, что в свою очередь, также сохранит там воздух холоднее.
Исследователи обнаружили, что большая пробка такой талой воды, например, из-за внезапного обрушения Западно-Антарктического ледяного щита, может даже ненадолго замедлить глобальное потепление. Но за это благо придется заплатить ужасную цену: быстрое повышение уровня моря, говорит Садай. «Это плохие новости, - добавляет она. - Мы не хотим, чтобы повышение температуры поверхности было отложено за счет прибрежных сообществ».
Поскольку объем и влияние талой воды все еще остаются неопределенными, команда Винкельмана не учла этот фактор. Роберт ДеКонто, ученый-атмосферник из Массачусетского университета в Амхерсте и соавтор исследования Science Advances, отмечает, что эффект зависит от того, как ученые решили моделировать разрушение льда. Большие объемы талых вод в исследовании являются результатом противоречивой идеи, известной как гипотеза резкого разрушения антарктического ледового щита, которая предполагает, что в течение нескольких столетий высокие ледяные скалы в Антарктиде могут стать хрупкими и внезапно обрушиться в океан, как домино, что сделает повышение уровня моря катастрофически.
Несмотря на сохраняющуюся неопределенность в отношении величины обратной связи, одна возникающая тема, отмеченная в статье Nature, остается неизменной, говорит ДеКонто: как только лед исчезнет, мы не можем обратить это вспять.
«Даже если мы соберемся вместе и резко сократим выбросы, мы уже
вылили много тепла в океан», - добавляет он. Чтобы лед начал
расти снова, «нам придется вернуться к более холодному климату,
чем в начале промышленной революции, вроде следующего ледникового
периода. И это отрезвляет».
[Фото: sciencenews.org]
