Ogromne luknje v zimskem zaledju na Antarktiki se pojavljajo občasno od 70. let prejšnjega stoletja, vendar je bil razlog za njihovo nastajanje v veliki meri skrivnosten.
Znanstveniki s pomočjo plavajočih robotov in tehnološko opremljenih tesnil lahko zdaj dobijo odgovor: Tako imenovane poline (rusko za "odprto vodo") se zdijo, da so posledica neviht in soli, ugotavljajo nove raziskave.
Polynyas je v zadnjem času dobil veliko pozornosti, ker sta se v letih 2016 in 2017 v Weddell Sea odprla dva zelo velika; V slednjem primeru so se odprte vode razprostirale na 115.097 kvadratnih kilometrov (298.100 kvadratnih kilometrov), je razvidno iz članka, ki je bil aprila objavljen v reviji Geophysical Research Letters.
Zdaj najobsežnejši pogled na oceanske razmere med nastajanjem poline razkriva, da ti odseki odprte vode rastejo zaradi kratkotrajnih podnebnih sprememb in zlasti grdega vremena. Polineji tudi sproščajo v ozračje veliko globoke oceanske toplote, kar ima posledice, ki jih znanstveniki še rešujejo.
"To lahko spremeni vremenske vzorce okoli Antarktike," je za Live Science povedal vodja študije Ethan Campbell, doktorski študent oceanografije na Washingtonski univerzi. "Morebiti dlje."
Opazovanje odprtega oceana
Raziskovalci so že sumili, da so nevihte v zadnjih letih imele neko vlogo pri ustvarjanju polinijev. Dokument, ki so ga aprila objavili atmosferski znanstveniki v reviji Journal of Geophysical Research: Atmosfere, je opozoril na posebej silovito neurje s hitrostjo vetra do 72 milj na uro (117 kilometrov na uro) v letu 2017.
A čeprav so bile zimske nevihte 2016 in 2017 ekstremne, so nevihtna morja pravilo v zimskem času na Antarktiki, je dejal Campbell.
"Če bi bile samo nevihte, bi ves čas videli poline, a jih ne," je dejal. Namesto tega so velike poline relativno redke. V letih 1974, 1975 in 1976 so bili trije ogromni, do leta 2016 pa spet nič pomembnega.
Campbell in njegova ekipa so črpali podatke iz dveh robotskih plovcev v človeški velikosti, ki sta jih v morje Weddell postavila Nacionalna znanstvena fundacija, ki ju je financiral projekt Južni ocean za karbon in podnebna opazovanja in modeliranje (SOCCOM). Lebdeči plavajo v tokovih približno kilometer pod gladino oceana, je dejal Campbell in zbiral podatke o temperaturi vode, slanosti in vsebnosti ogljika.
Za primerjavo so raziskovalci uporabljali celoletna opazovanja z raziskovalnih plovil na Antarktiki in celo znanstvene tjulnje - divje trpotce, opremljene z majhnimi instrumenti, za zbiranje oceanskih podatkov, ko živali opravljajo svoje običajne poti.
Viharna morja
Skupaj so ta opažanja pojasnila celotno zgodbo polinijev 2016 in 2017. Prva sestavina, je dejal Campbell, je bila del podnebnega vzorca, imenovanega Južni letni način, polarna različica El Niño. Cambell je dejal, da se lahko redne podnebne spremembe, ki lahko nosijo vetrove bodisi dlje od antarktične obale, v tem primeru postanejo šibkejše ali bližje obali, postajajo močnejše. Ko spremenljivost premakne vetrove bližje in močneje, ustvari več vnosa tople, slane vode iz globokega morja Weddell na hladnejšo in svežjo oceansko gladino.
Ta podnebni vzorec in poznejši dvig stane sta gladino oceana leta 2016 nenavadno zasoljena, je dejal Campbell, ki je posledično lažje vertikalno mešala oceansko vodo. Običajno razlike v slanosti ohranjajo oceanske plasti ločene, tako kot manj gosto olje plava nad vodo in se noče mešati. Ker pa je bila gladina oceana nenavadno slana, je bila razlika med površinsko in globlimi vodami manjša.
"Ocean je bil na površju nenavadno slan, zato je ovira pri mešanju precej šibkejša," je dejal Campbell.
Zdaj je bil ves ocean potreben, da se je malo zmešalo. In zime 2016 in 2017 sta si priskrbeli žlico. Večje nevihte so ustvarile veter in valove, ki so vodo navpično mešali, pripeljali so toplo dno z oceanskega dna, ki je topilo morski led.
Učinki nastalih polinijev so še vedno nekoliko skrivnostni. Raziskovalci so ugotovili, da se notranjost oceana pod njimi ohlaja za 0,36 stopinje Fahrenheita (0,2 stopinje Celzija). Campbell je dejal, da izpuščena toplota lahko spremeni lokalne vremenske vzorce in celo spremeni veter.
Bolj zaskrbljujoče je, da je globoka oceanska voda, ki je bila izpostavljena atmosferi med polnijo, potencialno bogata z ogljikom. Globoke antarktične vode so grobišča za morsko življenje, ki sproščajo ogljik med razpadanjem. Če ta ogljik vstopi v ozračje prek polinijev, bi lahko te odprtine na odprti vodi nekoliko prispevale k podnebnim spremembam, je dejal Campbell.
Ali je polinija še vedno v zraku, je dejal Campbell, vendar naj bi nova študija znanstvenikom pomagala določiti več podrobnosti o podnebju, ki se spreminja na Antarktiki. Kaže, da trenutni modeli Antarktike napovedujejo več polinijev, kot jih dejansko obstaja. Zdaj bodo klimatski modeli imeli več podatkov za izboljšanje teh napovedi in ustvarili boljšo virtualno Antarktiko za razumevanje podnebnih sprememb.
Raziskava se je pojavila 10. junija v reviji Nature.
