Thềm băng Glacier rạn nứt. Tín dụng: Bộ sưu tập hình ảnh của NASA / Alamy Kho ảnh.
Giữa các dải băng phía đông và phía tây và bán đảo của nó, Nam Cực giữ đủ băng để nâng mực nước biển toàn cầu bằng cách khoảng 60m.
Dải băng Tây Nam Cực (WAIS) là một phần tương đối nhỏ, chứa một lượng băng tương đương với 3.3m mực nước biển dâng. Tuy nhiên, phần lớn nó nằm ở vị trí bấp bênh và được coi làvề mặt lý thuyết không ổn định".
Do đó, WAIS sẽ thay đổi như thế nào để đáp ứng với sự nóng lên do con người gây ra thường được cho là nguồn không chắc chắn lớn nhất cho các dự báo mực nước biển dài hạn.
Khía cạnh cấp bách nhất của sự không chắc chắn này là hiểu được liệu các ngưỡng bất ổn của băng có bị vượt qua hay không, liệu sự rút lui mà chúng ta đang đo lường có được tiếp tục hay không, và liệu băng có xuất hiện không thay đổi ngày hôm nay sẽ còn như vậy trong tương lai hay không.
Nghiên cứu mới nhất nói rằng ngưỡng cho sự mất mát không thể đảo ngược của WAIS có thể nằm trong khoảng 1.5C đến 2C của sự nóng lên trung bình toàn cầu trên mức tiền công nghiệp. Với sự nóng lên đã ở xung quanh 1.1C và Hiệp định Paris Nhằm mục đích hạn chế sự nóng lên ở mức 1.5C hoặc thấp hơn 2C, thì các lề để tránh ngưỡng này thực sự tốt.
Băng biển
Theo gần đây báo cáo đặc biệt về đại dương và tầng lạnh (SROCC) bởi Ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC), có hai biện pháp kiểm soát chính đối với mực nước biển toàn cầu sẽ tăng bao nhiêu trong thế kỷ này: khí thải nhà kính do con người gây ra trong tương lai và sự nóng lên ảnh hưởng đến dải băng ở Nam Cực. IPCC nói:
Ngoài năm 2050, sự không chắc chắn trong biến đổi khí hậu gây ra cho máy ảnh [tăng mực nước biển] tăng đáng kể do sự không chắc chắn trong các kịch bản phát thải và thay đổi khí hậu liên quan, và phản ứng của dải băng ở Nam Cực trong một thế giới ấm hơn.
Mối quan tâm xung quanh lỗ hổng của WAIS chủ yếu nằm ở một thứ gọi làmất ổn định băng biểnMùi (MISI) - Căng biển vì trên nền tảng băng nằm dưới mực nước biển và không ổn định, vì thực tế, một khi nó bắt đầu, sự rút lui là tự duy trì.
Các tảng băng có thể được coi là hồ chứa nước ngọt khổng lồ. Tuyết tích tụ trong nội thất lạnh lẽo, từ từ nén lại để trở thành băng hà và sau đó bắt đầu chảy như một chất lỏng rất dày trở lại đại dương.
Ở một số nơi, băng đến bờ biển và nổi trên bề mặt đại dương, tạo thành một tảng băng. Ranh giới giữa lớp băng nằm trên mặt đất (hoặc đáy biển trong trường hợp một dải băng biển) được gọi là đường tiếp đất của nhà băng. Đường dây tiếp đất là nơi nước được lưu trữ trong khối băng quay trở lại đại dương. Và khi nó di chuyển về phía biển, chúng ta nói rằng khối băng có sự cân bằng khối lượng tích cực trên đỉnh - nghĩa là, nó đang thu được khối lượng băng nhiều hơn so với việc mất trở lại biển.
Nhưng khi đường dây nối đất rút lại, sự cân bằng là âm. Cân bằng dải băng âm có nghĩa là đóng góp tích cực cho đại dương và, do đó, cho mực nước biển toàn cầu.
Sự bất ổn
Bức tranh cơ bản về cân bằng khối lượng băng này là tất cả những gì bạn cần để hiểu tại sao các nhà nghiên cứu về glaci quan tâm đến MISI.
Những thay đổi đối với thềm băng ở phía nổi của đường tiếp đất - chẳng hạn như tỉa thưa - có thể khiến băng ở phía tiếp đất nhấc khỏi đáy biển. Khi tảng băng này nổi lên, đường dây tiếp đất sẽ rút lui. Bởi vì băng chảy nhanh hơn khi nó nổi hơn so với khi tiếp đất, tốc độ dòng chảy băng gần đường dây tiếp đất sẽ tăng lên. Kéo dài gây ra bởi dòng chảy nhanh hơn trở thành một nguồn mỏng mới gần đường dây tiếp đất.
Điều này được minh họa trong hình dưới đây. Khi băng mới nổi trôi và chảy nhanh hơn, nó có thể khiến nhiều băng nhấc ra và nổi lên, đẩy đường dây tiếp đất trở lại.
Ngoài ra, các khu vực của dải băng có nguy cơ MISI có độ dốc ngược, hoặc ngược dòng hồi quy, có nghĩa là nó tiến sâu hơn vào đất liền. Khi đường dây tiếp đất rút sâu hơn vào các phần dày hơn của dải băng, dòng chảy tăng tốc, làm tăng thêm tổn thất băng. Độ dốc ngược làm cho quá trình này tự duy trì như một vòng phản hồi tích cực - đây là điều khiến MISI không ổn định.
Minh họa về tính không ổn định của Ice Ice Sheet, hay MISI. Sự mỏng đi của thềm băng đóng băng dẫn đến sự gia tốc của dòng chảy băng và làm mỏng rìa băng bị chấm dứt trên biển. Bởi vì nền tảng dưới lớp băng đang dốc về phía bên trong lớp băng, làm mỏng lớp băng gây ra sự rút lui của đường tiếp đất, sau đó là sự gia tăng của dòng băng trên biển, làm mỏng thêm rìa băng và rút lui xa hơn đường dây tiếp đất. Tín dụng: IPCC SROCC (2019) Hình CB8.1a
Vẫn chưa rõ nếu ngưỡng MISI đã được vượt qua bất cứ nơi nào ở Nam Cực. Chúng tôi biết rằng các đường dây tiếp đất đang rút lui dọc theo bờ biển Amundsen - ngoạn mục nhất trên Sông băng Thwaites. Và người lái xe cho sự rút lui dường như là nước biển tương đối ấm - ấm hơn khoảng 2C so với mức trung bình lịch sử - chảy về phía đường tiếp đất và gây ra sự tan chảy mạnh hơn bình thường.
Nếu sự không ổn định chưa bắt đầu và nếu sự nóng lên của đại dương dừng lại, thì đường dây tiếp đất sẽ tìm một điểm cân bằng mới tại một địa điểm mới. Nhưng nếu nó đã bắt đầu, thì cuộc rút lui sẽ tiếp tục bất kể điều gì xảy ra tiếp theo.
Dòng chảy nhanh hơn
Ngay cả khi ngưỡng đã được vượt qua - hoặc ngay cả khi nó bị vượt qua trong tương lai - việc rút lui có thể tiến hành ở các mức độ khác nhau tùy thuộc vào mức độ khó khăn của chúng tôi khi đẩy đẩy ra khi nó bắt đầu.
Đây là cách nó hoạt động. Sự không ổn định phụ thuộc vào sự cân bằng của các lực trong khối băng. Một lực do trọng lực làm cho băng chảy với tốc độ phụ thuộc một phần vào độ dày và độ dốc bề mặt của nó.
Tốc độ tan chảy lớn hơn ở phía nổi và dòng chảy nhanh hơn trên đường dây tiếp đất sẽ hút xuống bề mặt băng nhanh hơn tốc độ nhỏ hơn. Việc kéo xuống nhanh hơn tạo ra độ dốc bề mặt dốc hơn và do đó, dòng chảy nhanh hơn và rút lui nhanh hơn.
A nghiên cứu người mẫu về phản hồi này, được công bố vào năm ngoái, đã phát hiện ra rằng khi MISI bắt đầu với một cú đẩy lớn hơn (tốc độ nóng chảy lớn hơn), nó đã tiến hành nhanh hơn so với khi nó bắt đầu với một cú đẩy nhỏ hơn, ngay cả sau khi sự tan chảy thêm được loại bỏ.
Điều này có nghĩa là ngay cả khi MISI được viện dẫn, việc cắt giảm khí thải toàn cầu và làm ấm lên sẽ giúp có thêm thời gian để sẵn sàng cho hậu quả của nó.
Vách đá
Dường như có một nguồn bất ổn thứ hai cho các tảng băng biển - một nguồn phát huy tác dụng nếu các kệ băng bị mất hoàn toàn.
Một số hình ảnh ngoạn mục nhất về sự thay đổi sông băng là của tảng băng trôi bê - nói cách khác, phá vỡ - từ các mặt trận bị nứt lớn của các sông băng chấm dứt trên biển.
Con bê này được gây ra bởi sự tan chảy của mặt dưới của thềm băng, cũng nhưnứt vỡ thủy điệnXấu - nơi nước tan chảy hình thành trên bề mặt thềm băng thấm vào băng và gây nứt vỡ - hoặc kết hợp cả hai.
Việc sinh bê diễn ra nhanh như thế nào phụ thuộc vào chiều cao của mặt vách băng phía trên mực nước - vách đá đứng trên mặt nước càng cao thì tốc độ đẻ càng lớn.
Như trường hợp của MISI, độ dốc đáy biển giảm dần bên dưới WAIS có nghĩa là khi vách đá rút vào lớp băng dày hơn, nó sẽ tiếp tục lộ ra một vách đá cao hơn bao giờ hết trên đại dương và tốc độ đẻ phải tăng lên.
Quá trình này, được minh họa dưới đây, được gọi là bất ổn vách đá băng biển (MICI). Lý thuyết cho thấy rằng khi chiều cao của mặt băng vượt quá 100m so với bề mặt đại dương, vách đá sẽ quá cao để có thể tự chịu trọng lượng của nó. Do đó, nó chắc chắn sẽ sụp đổ, để lộ một khuôn mặt vách đá cao tương tự đằng sau nó, cũng sẽ sụp đổ. Và như thế.
SROCC của IPCC nói rằng “Sông băng Thwaites đặc biệt quan trọng vì nó kéo dài vào bên trong của WAIS, nơi có đáy sâu> 2000m so với mực nước biển”. (Mặc dù, SROCC cũng lưu ý rằng trong khi MISI yêu cầu độ dốc của giường ngược lại xảy ra, MICI thậm chí có thể xảy ra trên nền phẳng hoặc nghiêng về phía biển.)
Quá trình được xác định gần đây này không được nghiên cứu nhiều như MISI, nhưng điều này chắc chắn sẽ thay đổi trong những năm tới, khi các nhà khoa học tiếp tục quan sát các hệ thống thay đổi nhanh như sông băng Thwaites.
Tác giả của sự bất ổn Marine Ice Cliff. Nếu vách đá đủ cao (ít nhất ~ 800m tổng độ dày băng, hoặc khoảng 100m băng trên mực nước), ứng suất tại mặt vách đá vượt quá sức mạnh của băng và vách đá thất bại về mặt cấu trúc trong các sự kiện đẻ lặp đi lặp lại. Tín dụng: IPCC SROCC (2019) Hình CB8.1b
A Thiên nhiên nghiên cứu năm 2016 trên MICI đã kết luận rằng Nam Cực có khả năng đóng góp hơn một mét mực nước biển dâng vào năm 2100 và hơn 15 mét vào 2500 XNUMX. Nghiên cứu gần đây hơn kết luận đây có thể là một sự đánh giá quá cao, nhưng lưu ý rằng vẫn chưa rõ MICI có thể đóng vai trò gì trong thế kỷ này. một nghiên cứu khác cũng đã gợi ý rằng việc mất băng nhanh chóng thông qua MICI có thể được giảm thiểu bằng cách mất các kệ băng chậm hơn giữ các sông băng trở lại.
Ngưỡng đóng
Cuối năm ngoái, một đội ngũ điều hành lớn đã đánh giá các nghiên cứu khác nhau về phản ứng của tảng băng đối với mục tiêu khí hậu ở Paris để duy trì mức độ ấm lên trung bình toàn cầu ở mức thấp dưới mức 2C.
Các mô hình tất cả các điểm theo cùng một hướng. Cụ thể, ngưỡng cho phép mất băng không thể đảo ngược ở cả dải băng Greenland và WAIS nằm ở khoảng giữa độ nóng trung bình toàn cầu 1.5C đến 2C. Và chúng tôi đã ở nóng hơn 1C một chút ngay bây giờ.
Cửa sổ 1.5-2C này là chìa khóa cho sự sống còn của các kệ băng ở Nam Cực, tờ báo đánh giá giải thích, và do đó, hiệu ứng của họ đối với các dòng sông băng mà họ giữ lại.
Thuật ngữ: RCP2.6: RCPs (Con đường tập trung đại diện) là các kịch bản về nồng độ khí nhà kính trong tương lai và các loại cưỡng bức khác. RCP2.6 (đôi khi còn được gọi là RC RCP3-PDR) là một kịch bản đỉnh cao và từ chối, trong đó giảm thiểu nghiêm ngặt.
Một ngưỡng khác có thể nằm giữa 2C và 2.7C, các tác giả cho biết thêm. Đạt đến mức tăng nhiệt độ toàn cầu này có thể kích hoạt sự kích hoạt của một số hệ thống lớn hơn, chẳng hạn như các lưu vực thoát nước Ross và Ronne-Filchner, và khởi đầu các đóng góp lớn hơn nhiều của SLR.
Ross và Ronne-Filchner là hai thềm băng lớn nhất ở Nam Cực. Những thứ này có thể được giảm đáng kể trong vòng 100 phút 300 một nghiên cứu khác nói, trong các kịch bản mà phát thải toàn cầu vượt quá Kịch bản RCP2.6. Con đường phát thải này thường được coi là phù hợp với việc hạn chế sự nóng lên đến 2C.
Những phát hiện này ngụ ý rằng việc ngăn chặn mất băng đáng kể ở Nam Cực phụ thuộc vào việc hạn chế lượng khí thải toàn cầu đến - hoặc thấp hơn - RCP2.6. Như bài báo kết luận: Vượt qua các ngưỡng này ngụ ý cam kết đối với những thay đổi lớn trên dải băng và máy ảnh DSLR có thể mất hàng ngàn năm để được nhận ra đầy đủ và không thể đảo ngược trong thời gian dài hơn.
Giới thiệu về Tác giả
Giáo sư Christina Hulbe, nhà địa vật lý tại Trường Khảo sát Quốc gia tại Đại học Otago ở New Zealand.
Bài viết này ban đầu xuất hiện trên Tóm tắt carbon
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.
