Các nhà khoa học đã đo độ dày và độ tan chảy cơ bản của thềm băng Ross. Cung cấp, CC BY-NĐ
Đại dương bao quanh Nam Cực đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh sự cân bằng khối lượng của lớp băng của lục địa. Bây giờ chúng ta biết rằng sự mỏng đi của băng ảnh hưởng đến gần như một phần tư của khối băng Tây Nam Cực rõ ràng liên kết với đại dương.
Sự kết nối giữa dải băng phía Nam Đại Dương và Nam Cực nằm trong các tảng băng - những tảng băng khổng lồ, dày hàng trăm mét, trôi nổi trên đại dương. Các kệ băng nghiền sát bờ biển và đảo và khắc phục dòng chảy của băng đất. Khi đại dương làm xói mòn các tảng băng từ bên dưới, hành động đóng vai này bị giảm.
Trong khi một số kệ băng đang mỏng đi nhanh chóng, một số khác vẫn ổn định và chìa khóa để hiểu những khác biệt này nằm trong các đại dương ẩn bên dưới các kệ băng. Của chúng tôi nghiên cứu được công bố gần đây khám phá các quá trình đại dương thúc đẩy sự tan chảy của thềm băng lớn nhất thế giới. Nó cho thấy rằng một quá trình thường xuyên bị bỏ qua đang thúc đẩy sự tan chảy nhanh chóng của một phần quan trọng của kệ.
Dấu vân tay đại dương trên băng tan
Mất băng nhanh từ Nam Cực thường được liên kết với Nước sâu Circumpolar (CDW). Khối nước tương đối ấm (+ 1C) và nước mặn này, được tìm thấy ở độ sâu dưới mét 300 quanh Nam Cực, có thể làm tan chảy nhanh. Ví dụ, ở phía đông nam Thái Bình Dương, dọc theo bờ biển Amundsen của Tây Nam Cực, CDW băng qua thềm lục địa trong các kênh sâu và đi vào các hốc băng, lái xe tan nhanh và tỉa thưa.
Thật thú vị, không phải tất cả các kệ băng đang tan chảy nhanh chóng. Các kệ băng lớn nhất, bao gồm các kệ băng Ross và Filchner-Ronne rộng lớn, xuất hiện gần với trạng thái cân bằng. Chúng phần lớn bị cô lập khỏi CDW bởi vùng nước lạnh bao quanh chúng.
Hình ảnh vệ tinh cho thấy những cơn gió mạnh ngoài khơi đẩy băng biển ra khỏi thềm băng Ross phía tây bắc, làm lộ ra bề mặt đại dương tối tăm. Hệ thống sưởi năng lượng mặt trời làm ấm nước đủ để làm tan chảy. Hình được sửa đổi từ https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. Cung cấp, CC BY-NĐ
Các tác động tương phản của CDW và vùng nước lạnh, kết hợp với phân phối của chúng, giải thích phần lớn sự biến đổi trong sự tan chảy mà chúng ta quan sát xung quanh Nam Cực ngày nay. Nhưng bất chấp những nỗ lực liên tục để thăm dò các hốc băng, những vùng biển ẩn này vẫn nằm trong số những khu vực ít được khám phá nhất trên đại dương.
Chính trong bối cảnh này, nghiên cứu của chúng tôi khám phá một bộ dữ liệu mới và khó thắng về các quan sát hải dương học và tỷ lệ tan chảy từ thềm băng lớn nhất thế giới.
Bên dưới thềm băng Ross
Trong 2011, chúng tôi đã sử dụng một lỗ khoan sâu hàng mét 260 đã bị tan chảy qua góc phía tây bắc của thềm băng Ross, cách đại dương bảy km, để triển khai các thiết bị theo dõi tình trạng đại dương và làm tan chảy tốc độ bên dưới lớp băng. Các nhạc cụ vẫn ở vị trí trong bốn năm.
Các quan sát cho thấy rằng từ xa là một vùng nước yên tĩnh, điều kiện bên dưới thềm băng liên tục thay đổi. Nhiệt độ nước, độ mặn và dòng chảy theo một chu kỳ mạnh theo mùa, điều này cho thấy nước mặt ấm từ phía bắc của mặt băng được rút về phía nam vào khoang trong mùa hè.
Tốc độ tan chảy tại vị trí neo đậu trung bình là mét métUM mỗi năm. Mặc dù tỷ lệ này thấp hơn nhiều so với các kệ băng bị ảnh hưởng bởi CDW ấm áp, nhưng nó cao gấp mười lần so với tỷ lệ trung bình của Kệ băng Ross. Sự thay đổi mạnh mẽ theo mùa trong tỷ lệ tan chảy cho thấy điểm nóng chảy này được liên kết với dòng chảy mùa hè.
Nhiệt độ mặt nước biển mùa hè bao quanh Nam Cực (a) và ở Biển Ross (b) cho thấy sự nóng lên theo mùa mạnh mẽ trong vùng biển Rossny polynya. Hình được sửa đổi từ https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. Cung cấp, CC BY-NĐ
Để đánh giá quy mô của hiệu ứng này, chúng tôi đã sử dụng một radar có độ chính xác cao để lập bản đồ tốc độ tan chảy cơ bản trên một khu vực rộng khoảng 8,000 km quanh khu vực neo đậu. Các quan sát cẩn thận ở xung quanh các vị trí 80 cho phép chúng tôi đo chuyển động thẳng đứng của nền băng và các lớp bên trong thềm băng trong khoảng thời gian một năm. Sau đó, chúng tôi có thể xác định bao nhiêu sự pha loãng là do tan chảy cơ bản.
Sự tan chảy nhanh nhất ở gần mặt băng nơi chúng tôi quan sát thấy tốc độ tan chảy trong thời gian ngắn lên tới 15 cm mỗi ngày - cao hơn nhiều lần so với tốc độ trung bình của thềm băng. Tốc độ tan chảy giảm theo khoảng cách từ mặt băng, nhưng sự tan chảy nhanh chóng vượt xa khu vực neo đậu. Sự tan chảy từ khu vực khảo sát chiếm một phần 20% trên toàn bộ thềm băng.
Bức tranh lớn hơn
Tại sao khu vực này của kệ tan chảy nhanh hơn nhiều so với nơi khác? Như thường thấy trong đại dương, dường như gió đóng vai trò chính.
Trong mùa đông và mùa xuân, những cơn gió mạnh Katabatic quét qua thềm băng Ross phía tây và lái băng biển từ bờ biển. Điều này dẫn đến sự hình thành của một khu vực không có băng biển, một polynya, nơi đại dương tiếp xúc với khí quyển. Trong mùa đông, khu vực biển mở này nguội đi nhanh chóng và băng biển phát triển. Nhưng trong mùa xuân và mùa hè, bề mặt đại dương tối hấp thụ nhiệt từ mặt trời và ấm lên, tạo thành một hồ nước ấm với đủ nhiệt để làm tan chảy quan sát.
Mặc dù tốc độ tan chảy mà chúng ta quan sát thấp hơn nhiều so với tốc độ tan chảy được nhìn thấy trên CDW, nhưng các quan sát cho thấy đối với thềm băng Ross, nhiệt bề mặt rất quan trọng.
Do nhiệt này có liên quan chặt chẽ với khí hậu bề mặt, có khả năng là dự đoán giảm trong băng biển trong thế kỷ tới sẽ tăng tỷ lệ tan chảy cơ bản. Trong khi sự tan chảy nhanh chóng mà chúng tôi quan sát được hiện đang được cân bằng bởi dòng chảy băng, các mô hình sông băng cho thấy đây là khu vực có cấu trúc quan trọng, nơi thềm băng được ghim vào đảo Ross. Bất kỳ sự gia tăng nào về tỷ lệ tan chảy đều có thể làm giảm sự căng thẳng từ Đảo Ross, tăng cường xả băng trên đất liền, và cuối cùng thêm vào mực nước biển.
Mặc dù vẫn còn nhiều điều để tìm hiểu về các quy trình này, và những điều ngạc nhiên hơn nữa là chắc chắn, có một điều rõ ràng. Đại dương đóng một vai trò quan trọng trong sự năng động của dải băng ở Nam Cực và để hiểu được sự ổn định của dải băng, chúng ta phải nhìn ra đại dương.
Giới thiệu về Tác giả
Craig Stewart, Nhà vật lý biển, Viện nghiên cứu nước và khí quyển quốc gia
Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.
Sách liên quan
Biến đổi khí hậu: Mọi người cần biết điều gì
bởi Joseph Romm
Nguyên tắc cơ bản về vấn đề sẽ là gì trong thời đại chúng ta, Biến đổi khí hậu: Mọi người cần biết gì® là một cái nhìn tổng quan rõ ràng về khoa học, xung đột và ý nghĩa của hành tinh nóng lên của chúng ta. Từ Joseph Romm, Cố vấn trưởng Khoa học cho National Geographic Số năm sống nguy hiểm loạt và một trong những "100 người đang thay đổi nước Mỹ" của Rolling Stone Khí hậu thay đổi đưa ra những câu trả lời khoa học, thân thiện với người dùng cho những câu hỏi khó nhất (và thường bị chính trị hóa) xung quanh những gì nhà khí hậu học Lonnie Thompson đã coi là "mối nguy hiểm rõ ràng và hiện tại đối với nền văn minh." Có sẵn trên Amazon
Biến đổi khí hậu: Khoa học về sự nóng lên toàn cầu và tương lai năng lượng của chúng tôi phiên bản thứ hai
của Jason Smerdon
Phiên bản thứ hai này của Khí hậu thay đổi là một hướng dẫn dễ tiếp cận và toàn diện cho khoa học đằng sau sự nóng lên toàn cầu. Minh họa một cách tinh tế, văn bản hướng đến sinh viên ở nhiều cấp độ khác nhau. Edmond A. Mathez và Jason E. Smerdon giới thiệu rộng rãi, nhiều thông tin về khoa học làm nền tảng cho sự hiểu biết của chúng ta về hệ thống khí hậu và tác động của hoạt động của con người lên sự nóng lên của hành tinh chúng ta.Mathez và Smerdon mô tả vai trò của khí quyển và đại dương chơi trong khí hậu của chúng tôi, giới thiệu khái niệm cân bằng bức xạ và giải thích những thay đổi khí hậu xảy ra trong quá khứ. Họ cũng nêu chi tiết các hoạt động của con người ảnh hưởng đến khí hậu, như khí thải nhà kính và khí thải và nạn phá rừng, cũng như ảnh hưởng của các hiện tượng tự nhiên. Có sẵn trên Amazon
Khoa học về biến đổi khí hậu: Một khóa học thực hành
bởi Blair Lee, Alina Bachmann
Khoa học về biến đổi khí hậu: Một khóa học thực hành sử dụng văn bản và mười tám hoạt động thực hành để giải thích và dạy về khoa học về sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu, cách con người chịu trách nhiệm và những gì có thể được thực hiện để làm chậm hoặc ngăn chặn tốc độ nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu. Cuốn sách này là một hướng dẫn đầy đủ, toàn diện cho một chủ đề môi trường thiết yếu. Các chủ đề trong cuốn sách này bao gồm: cách các phân tử truyền năng lượng từ mặt trời để làm ấm khí quyển, khí nhà kính, hiệu ứng nhà kính, sự nóng lên toàn cầu, Cách mạng công nghiệp, phản ứng đốt cháy, vòng phản hồi, mối quan hệ giữa thời tiết và khí hậu, biến đổi khí hậu, bể carbon, sự tuyệt chủng, dấu chân carbon, tái chế và năng lượng thay thế. Có sẵn trên Amazon
Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn InsideSelf.comelf.com, MightyNatural.com, và ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.
