Keď hladiny oxidu uhličitého v skleníkových plynoch stúpajú a zohrievajú zemeguľu, ľad Antarktídy sa stane viac zraniteľným pre cykly v astronomickom meradle, najmä naklonenie našej planéty je, keď sa točí okolo svojej osi.
Nový výskum zistil, že viac ako 30 miliónov rokov histórie reagovali ľadové štíty Antarktídy najsilnejšie na uhol náklonu Zeme na svojej osi, keď sa ľad rozprestieral do oceánov, pričom interagoval s prúdmi, ktoré môžu pri ich okrajoch spôsobovať lapovanie teplej vody, čo viedlo k zvýšeniu tavenie. Účinok náklonu dosiahol vrchol, keď boli hladiny oxidu uhličitého podobné tým, čo vedci predpovedajú pre nasledujúce storočie, ak ľudia nedostanú emisie pod kontrolu.
Keď sa úrovne oxidu uhličitého posunú okolo 400 častíc na milión, klíma sa stane citlivejšou na náklon alebo šikmosť Zeme, uviedli vedci 14. januára v časopise Nature Geoscience.
„Skutočne kritické je množstvo oxidu uhličitého v atmosfére,“ uviedol spoluautor štúdie Stephen Meyers, paleoklimatológ na Wisconsinskej univerzite v Madisone.
Scenár s vysokým obsahom oxidu uhličitého a vysokým uhlom náklonu by mohol byť pre ničivú ľadovú pokrývku Antarktídy obzvlášť zničujúci.
Rekonštrukcia minulosti
Za asi 40 000 rokov sa zemská os nakláňa dozadu a dopredu „ako hojdacie kreslo,“ povedal Meyers. V súčasnosti je táto šikmosť okolo 23,4 stupňov, ale môže byť iba 22,1 stupňov alebo až 24,5 stupňov.
Naklonenie záleží na tom, kedy a kde slnečné svetlo dopadne na zemeguľu, a teda môže ovplyvniť klímu.
Na rekonštrukciu histórie toho, ako Antarktída reagovala na tento náklon, Meyers a jeho spoluautori použili niekoľko zdrojov informácií o zemskej klimatickej minulosti. Jedným zdrojom bol uhličitan vápenatý zo dna oceánu, ktorý zostal pozadu jednobunkovými organizmami nazývanými bentické foraminifera. Tieto organizmy vylučujú puzdro uhličitanu vápenatého okolo seba a blokujú v globálnom nepretržitom zázname o chémii oceánov a atmosféry.
Záznamy sedimentov z pravej strany Antarktídy boli ďalším zdrojom klimatických dejín - špecializáciu spoluautora štúdie a paleoklimatológa Richarda Levyho z GNS Science a Victoria University of Wellington na Novom Zélande. Tieto sedimenty vyvŕtané z dna oceánu v dlhých stĺpcových jadrách tiež uchovávajú záznam o minulosti. Napríklad ľadovec vyhodí tam, kde je, výraznú zmes bahna, piesku a štrku. Tieto jadrá poskytujú veľmi podrobný obraz o tom, kde boli ľadové pokrývky, kedysi boli, Meyers povedal, ale v zázname sú medzery.
Ľadové cykly
S údajmi z oboch zdrojov vedci zhromaždili históriu Antarktídy pred 34 až 5 miliónmi rokov. Prvé veľké ľadové pokrývky na Antarktíde sa vytvorili pred 34 miliónmi rokov, povedal Levy a celoročný morský ľad sa stal normou len pred 3 miliónmi rokov, keď hladina oxidu uhličitého klesla pod 400 častíc na milión.
Od asi 34 miliónov rokov do asi 25 miliónov rokov bol oxid uhličitý veľmi vysoký (600 až 800 ppm) a väčšina antarktického ľadu bola na pevnine, nie v kontakte s morom. Vedci zistili, že postup a ústup ľadu na kontinente boli v tomto čase relatívne necitlivé na náklon planéty. Medzi asi 24,5 miliónmi až asi 14 miliónmi rokov atmosférický oxid uhličitý klesol na 400 až 600 ppm. Ľadové pláty postupovali častejšie do mora, ale príliš veľa plávajúceho morského ľadu nebolo. V tejto dobe sa planéta stala veľmi citlivou na náklon zemskej osi.
Pred 13 miliónmi až 5 miliónmi rokov hladiny oxidu uhličitého opäť klesli a klesli až na 200 ppm. Plávajúce morský ľad sa stal výraznejším, v zime tvoril kôru nad otvoreným oceánom a chudnutie sa objavovalo až v lete. Citlivosť na náklon Zeme klesla.
Nie je úplne jasné, prečo k tejto zmene citlivosti na šikmosť dochádza, povedal Levy Live Science, ale zdá sa, že dôvodom je kontakt medzi ľadom a oceánom. V čase vysokého náklonu sa polárne oblasti zahrejú a teplotné rozdiely medzi rovníkom a stožiarmi sa stávajú menej extrémnymi. To zasa mení vzorce vetra a prúdu - ktoré sú zväčša poháňané týmto teplotným rozdielom - v konečnom dôsledku zvyšuje tok teplej oceánskej vody na okraj Antarktídy.
Ak je ľad väčšinou založený na pevnine, tento tok sa nedotýka ľadu. Keď sú však ľadové pláty uzemnené proti dnu oceánu, v kontakte s prúdmi, záleží veľa na teplej vode. Zdá sa, že plávajúci morský ľad blokuje časť toku a znižuje tendenciu ľadovej pokrývky topiť sa. Ale keď sú úrovne oxidu uhličitého dostatočne vysoké na to, aby sa topiaci sa morský ľad topil, nič nezastavilo tieto teplé prúdy. Zdá sa, že v takomto prípade je najdôležitejší náklon Zeme, ku ktorému došlo pred 24,5 až 14 miliónmi rokov.
Táto história predstavuje problémy pre budúcnosť Antarktídy. V roku 2016 hladina oxidu uhličitého v zemskej atmosfére natrvalo vyskočila okolo 400 ppm. Naposledy v geologickej histórii Zeme, že oxid uhličitý bol taký vysoký, v Antarktíde nebol celoročný morský ľad, uviedol Levy. Ak budú emisie pokračovať tak, ako sú, morský ľad klesne, povedal Levy, „a skočíme späť do sveta, ktorý neexistuje milióny rokov.“
„Zraniteľné ľadové štíty na Antarktíde pocítia vplyv nášho súčasného relatívne vysokého náklonu a zosilnenie otepľovania oceánov na okraji Antarktídy sa zvýši,“ uviedol.
V pondelok (14. januára) iná skupina vedcov uviedla, že miera roztápania Antarktídy je už šesťkrát rýchlejšia ako pred niekoľkými desaťročiami. Vedci zistili, že kontinent medzi rokmi 1979 a 1990 stratil ročne asi 40 gigatónov ľadu. Medzi rokmi 2009 a 2017 stratil v priemere ročne 252 gigatónov ľadu.
Vedci teraz skúmajú malé rozdiely v citlivosti na náklon Zeme, ktoré sa vyskytujú v troch širokých vzorcoch, ktoré našli, ale hlavné posolstvo je už jasné, uviedol Levy.
„Antarktický morský ľad je jednoznačne dôležitý,“ uviedol. „Musíme presadzovať a vymýšľať spôsoby, ako dosiahnuť emisné ciele.“
