Antarktyczny lód morski idzie w ślady arktycznego

W ostatnich latach na Antarktydzie obserwuje się niepokojące zmiany w postaci gwałtownie zanikającej pokrywy lodowej Oceanu Południowego. Najprawdopodobniej Antarktyda weszła w „nowy reżim” niskiego zasięgu lodu morskiego tak, jak kilkanaście lat temu Arktyka. Australijscy naukowcy, badając antarktyczny lód, mówią o „załamaniu”.

Koniec trwającego dekady wzrostu

Od kiedy zaczęto prowadzić dokładne pomiary satelitarne zmian zasięgu lodu morskiego Antarktydy, zauważono dość dziwną zmianę. Lód morski Oceanu Południowego, okalającego kontynent nie kurczył się tak, jak w Arktyce. Przez lata badacze zastanawiali się, o co chodzi. W badaniach opublikowanych w 2007 roku stwierdzili, iż przyczyną są zmiany uwarstwienia oceanu. Było to związane z tym, iż wzrost temperatur w regionie zwiększał opady śniegu i deszczu, co powodowało, iż wierzchnia warstwa wody stawała się słodka. Następowała separacja cieplejszych wód od tych zimnych na wierzchni. Oczywiście spadek zasolenia na powierzchni oznacza, iż taka woda szybciej zamarzała. Warunki do odbudowy w czasie nocy polarnej były więc lepsze. Ponadto duże zachmurzenie blokowało latem dostęp promieni słonecznych do powierzchni, co nie sprzyjało wzrostowi temperatur, a tym samym roztopom.

Przez lata obserwowano choćby niewielki przyrost zasięgu lodu morskiego w miarę, jak klimat Antarktydy stawał się coraz wilgotniejszy. Jednak w minionej dekadzie doszło do przerwania tego trendu. Początkowo, w latach 2016-2020 nie można było jeszcze stwierdzić, iż trend uległ całkowitemu odwróceniu. Jednak w 2022 roku i teraz stało się to jasne.

Spektakularne rekordy

Ten rok przyniósł niebywałe rekordy na Antarktydzie. Pod koniec grudnia ubiegłego roku zasięg lodu morskiego zaczął się gwałtownie kurczyć i w kolejnym miesiącu utrzymywał się na wyjątkowo niskim poziomie. Pokrycie lodem Oceanu Południowego w styczniu 2023 roku było 1,61 mln km² mniejsze od średniej z lat 1981-2010. 19 lutego odnotowano nowe rekordowe minimum – 1,77 mln km².

Stan rekordowo niskiego zasięgu lodu na Antarktydzie utrzymuje się do dziś. Wartości na wrzesień w dalszym ciągu są bardzo niepokojące – ponad 1,5 mln km² różnicy w stosunku do średniej wieloletniej. Co więcej, wrześniowe minimum nie padło w drugiej połowie miesiąca jak to zwykle bywa, a w pierwszej. Dokładnie 10 września według pomiarów Narodowego Centrum Danych Lodu i Śniegu (NSIDC). Już latem naukowcy mówili o niebywałej sytuacji na Antarktydzie. Pod koniec lipca ogłosili, iż po raz pierwszy w historii lód Antarktydy nie zdołał „znacząco się odbudować” w okresie zimowym, co jest „zdarzeniem występującym raz na 7,5 miliona lat”. Walter Meier z NSIDC powiedział, iż „To tak dalekie od wszystkiego, co widzieliśmy, iż to wręcz oszałamiające”.

Antarktyczny lód morski wszedł w „nowy reżim” niskiego zasięgu

Patrząc na to, co dzieje na Antarktydzie, można już śmiało powiedzieć, iż trendy się zmieniły. Wyniki badań, które opublikowano niedawno w czasopiśmie Nature mówią jasno. To „nowy reżim” niskiego zasięgu lodu morskiego, wynikający z ocieplenia klimatu. Badanie przeprowadzone przez australijskich naukowców opisuje „załamanie” związku między lodem morskim a atmosferą nad Antarktydą. Sugeruje to, iż obszar ten mógł „wejść w nowy reżim, w którym poprzednie ważne relacje atmosfera-lód nie dominują już zmienności lodu morskiego”.

Ilustracja. Dwie pierwsze wykresy pokazują miesięczne zmiany zasięgu lodu morskiego wokół Antarktydy w latach 1979-2023. Pierwszy wykres to odchylenia w mln km2 w stosunku do lat 1979-2022. Drugi wykres pokazuje procentowe odchylenia. Trzeci wykres przedstawia miesięczne odchylenia temperatur wód Oceanu Południowego w 600-metrowej warstwie wody w latach w 2004-2023. Dane zebrane z sieci boi Argo, ostatni pomiar to maj 2023. Nature

Naukowcy wcześniej zakładali, i przewidywali, iż w przyszłości lód morski Antarktydy zacznie się w końcu kurczyć, tak jak od lat kurczy się w Arktyce. „Chociaż przez wiele lat pokrywa lodowa na Antarktydzie rosła pomimo rosnących globalnych temperatur, wydaje się, iż w tej chwili możemy być świadkami nieuniknionego upadku, od dawna przewidywanego przez modele klimatyczne” – stwierdzono w badaniu.

Cieplejszy ocean roztopił lód

Skoro przyczyną tego stanu rzeczy jest globalne ocieplenie, to taka sytuacja będzie już trwała. „Wydaje się, iż lód morski nie reaguje na atmosferę w taki sam sposób jak kiedyś… co sugeruje, iż w grę wchodzi coś innego” – stwierdził dr Ariaan Purich z australijskiego Uniwersytetu Monash. Jest to związane mocno z temperaturami wód Oceanu Południowego. Temperatury te rosną w podobnym tempie, co temperatury wód Oceanu Arktycznego. Dowodem tego jest to, iż w ubiegłym roku nie spodziewano się rekordowego, ani w ogóle silnego topnienia na Antarktydzie ze względu na wzorce pogodowe podyktowanie występowanie La Niña.

„Odkryliśmy, iż ocean – zwłaszcza 100–200 m pod powierzchnią – zaczął się zauważalnie ocieplać na rok lub dwa przed zaobserwowaniem tej zmiany w układzie lodu morskiego i od tego czasu pozostaje ciepły” – powiedział współautor badania, dr Edward Doddridge z Australijskiego Programu Antarktycznego na Uniwersytecie Tasmanii. „Utrata lodu morskiego zrównała się z obszarami, w których ocieplenie nastąpiło najczęściej”.

Oczywiście przez cały czas nie należy wykluczyć, iż to element naturalnej zmienności, biorąc pod uwagę dane z zapisów satelitarnych. Jednak zmiana ta jest radykalna, zbyt mocno wykracza poza to, co działo się wcześniej. „Chociaż zmienność może w pewnym stopniu przyczyniać się do obecnego podpowierzchniowego ocieplenia oceanów, wiemy również, iż przyczynia się do tego również rosnąca ilość gazów cieplarnianych i rosnące temperatury” – powiedział Purich.

Nie obędzie się bez konsekwencji

Naukowcy twierdzą, iż „zmiana reżimu” w pokryciu lodu morskiego będzie prawdopodobnie miała dalekosiężne konsekwencje zarówno dla lokalnych ekosystemów Antarktyki, jak i globalnego systemu klimatycznego. Tak samo jak w Arktyce utrata lodu morskiego wpływa na żyjące tam gatunki, tak samo będzie to widoczne na Oceanie Południowym. W sumie to już jest widoczne, bo jednym z przykładów obecnego wymierania są pingwiny.

Zanik lodu morskiego Antarktydy wpłynie na żyjący w wodzie kryl – organizm będący podstawą morskiego łańcucha pokarmowego. Badania przeprowadzone przez naukowców z różnych chilijskich instytucji i opublikowane w międzynarodowym czasopiśmie naukowym Progress in Oceanography wykazały, iż do końca tego wieku nastąpi spadek biomasy kryla antarktycznego. „Na biomasę [krylu] negatywny wpływ będą miały zmiany w dystrybucji pożywienia i zmiany w rozmieszczeniu lodu morskiego, głównie redukcja lodu morskiego. Na wczesnych etapach życia czynniki takie jak temperatura wody na głębokości i zmiany poziomu CO₂ (zakwaszenie wody) mogą mieć znaczenie, podczas gdy dorosłe organizmy mogą podlegać presji ze strony rybołówstwa lub konsumpcji przez zależne od nich drapieżniki” – wyjaśniła dr Andrea Piñones, oceanograf z Universidad Austral de Chile.

Wpływ na klimat

Widoczny będzie także wpływ na regionalny i globalny klimat. Lód morski Antarktyki odgrywa również kluczową rolę w zachowaniu się prądów morskich i cyrkulacji termohalinowej. Profesor Matthew England, oceanograf i klimatolog z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii, który nie brał udziału w badaniu, zgodził się, iż prawdopodobnie głównym winowajcą jest ocieplenie oceanów.

Zwrócił on uwagę na dwie niepokojące kwestie. Pierwszą jest to, iż utrata lodu morskiego na Oceanie Południowym spowoduje utratę swego rodzaju buforu dla lodowców szelfowych. Lód morski szczególnie w sytuacji rosnącego poziomu morza i bardziej ekstremalnych warunków pogodowych chroni przed wodą lodowce. Wzburzona słona i ciepła woda oraz piana morska będą ingerować w ściany lodowców. Ich rozpad będzie więc szybszy, bo do tej pory lodowce topiły się od spodu.

Drugą kwestią jest to, iż utrata lodu zmienia albedo powierzchni. W miejsce białego lodu pojawi się ciemna pochłaniająca energię słoneczną pozbawiona lodowego pokrycia woda. To zmieni klimat regionu, a także wpłynie na wyżej wspomniane prądy morskie i cyrkulację termohalinową. W kwestii cyrkulacji pisaliśmy o tym tutaj. „Jeśli stracimy lód morski na Antarktydzie, stracimy zdolność odbicia światła, co spowoduje większe ocieplenie oceanów” – stwierdził England.