Ko se ravni ogljikovega dioksida toplogrednih plinov dvignejo in ogrejejo globus, bo led na Antarktiki postal astronomski bolj občutljiv za cikle, zlasti nagib našega planeta, ko se vrti okoli svoje osi.
Nove raziskave ugotavljajo, da so se ledene plošče Antarktike v več kot 30 milijonih letih zgodovine najbolj odzvale na kota nagiba Zemlje na svoji osi, ko se led razširi v oceane, ki delujeta s tokovi, ki lahko na robu prinesejo toplo vodo in vodijo do povečanega taljenje. Učinek nagiba je dosegel vrh, ko so bile ravni ogljikovega dioksida podobne tistim, ki jih napovedujejo znanstveniki za naslednje stoletje, če ljudje ne bodo imeli emisij pod nadzorom.
Ko se raven ogljikovega dioksida giblje čez 400 delov na milijon, bo podnebje postalo bolj občutljivo za nagib Zemlje ali poševnost, so poročali raziskovalci 14. januarja v reviji Nature Geoscience.
"Resnično kritična je količina ogljikovega dioksida v atmosferi," je dejal soavtor študije Stephen Meyers, paleoklimatolog na univerzi Wisconsin v Madisonu.
Scenarij z visokim ogljikovim dioksidom in visokim kotom nagiba bi lahko bil posebej uničujoč za milj debel led, ki pokriva Antarktiko.
Obnova preteklosti
V približno 40.000 letih se zemeljska os nagiba naprej in nazaj, "kot stol za zibanje," je dejal Meyers. Trenutno je ta poševnost približno 23,4 stopinje, lahko pa je kar 22,1 stopinje ali kar 24,5 stopinje.
Nagib je pomemben za to, kdaj in kje sončna svetloba udari po svetu, zato lahko vpliva na podnebje.
Za rekonstrukcijo zgodovine, kako se je led Antarktike odzval na ta nagib, sta Meyers in njegovi soavtorji uporabili nekaj virov informacij o podnebni preteklosti Zemlje. Eden od virov je bil kalcijev karbonat z oceanskega dna, ki so ga za seboj pustili enocelični organizmi, imenovani bentozna foraminifera. Ti organizmi izločajo lupino kalcijevega karbonata okoli sebe in se zapirajo v globalni, neprekinjen zapis o kemiji oceanov in atmosfere.
Zapisi o sedimentih z Antarktike so zagotovili še en vir podnebne zgodovine - posebnost soavtorja študije in paleoklimatologa Richarda Levyja iz GNS Science in univerze Victoria iz Wellingtona na Novi Zelandiji. Ti sedimenti, izvrtani z oceanskega dna v dolgih, stolpnih jedrih, prav tako hranijo zapis o preteklosti. Ledenik na primer odlaga značilno mešanico blata, peska in gramoza, kjer sedi. Meyers je dejal, da ta jedra zelo natančno predstavljajo, kje so bile nekoč ledene plošče, vendar v zapisu obstajajo vrzeli.
Ledeni cikli
S podatki iz obeh virov so raziskovalci združili zgodovino Antarktike od 34 do 5 milijonov let. Prve velike ledene plošče na Antarktiki so nastale pred 34 milijoni let, je dejal Levy, celoletni morski led pa je postal norma šele pred 3 milijoni let, ko so ravni ogljikovega dioksida padle pod 400 delov na milijon.
Od približno 34 milijonov let nazaj do približno 25 milijonov let je bil ogljikov dioksid zelo visok (600 do 800 ppm), večina ledu na Antarktiki pa je bila na kopnem in ni bila v stiku z morjem. Ledinsko napredovanje in umik celine sta bila v tem času razmeroma neobčutljiva za nagib planeta, so ugotovili raziskovalci. Med približno 24,5 milijona in približno 14 milijoni let se je atmosferski ogljikov dioksid spustil na med 400 in 600 ppm. Ledene ploskve so pogosteje napredovale v morje, vendar lebdečega morskega ledu ni bilo veliko. V tem času je planet postal precej občutljiv na nagib Zemljine osi.
Med 13 in 5 milijoni let nazaj se je raven ogljikovega dioksida spet znižala in se znižala na 200 ppm. Plavajoči morski led je postal vidnejši, saj je pozimi oblikoval skorjo nad odprtim oceanom, redil pa se je le poleti. Občutljivost za nagib Zemlje je upadla.
Ni povsem jasno, zakaj prihaja do te spremembe občutljivosti na poševnost, je Levy povedal Live Science, toda zdi se, da je razlog v tem stiku med ledom in oceanom. V času visokega nagiba se polarna območja segrejejo in temperaturne razlike med ekvatorjem in polovami postanejo manj ekstremne. To pa spreminja vzorce vetra in tokov - ki jih v veliki meri poganja ta temperaturna razlika - na koncu poveča dotok tople oceanske vode do roba Antarktike.
Ko je led večinoma kopenski, se ta tok ne dotika ledu. Ko pa so ledene ploskve prizemljene ob oceanskem dnu, je v stiku s tokovi tok tople vode zelo pomemben. Zdi se, da plavajoči morski led blokira del toka, kar zmanjšuje nagnjenost ledene plošče do taljenja. Ko pa so ravni ogljikovega dioksida dovolj visoke, da se plavajoči morski led topi, teh toplih tokov nič ne ustavi. Takrat se zdi, da je nagib Zemlje najbolj pomemben, kar se je zgodilo pred 24,5 milijona in 14 milijoni let.
Ta zgodovina kaže na težave za prihodnost Antarktike. Leta 2016 je raven ogljikovega dioksida v Zemljini atmosferi trajno poskočila nad 400 ppm. Levy je zadnjič v geološki zgodovini Zemlje, ko je bil ogljikov dioksid tako visok, na Antarktiki ni bilo celoletnega morskega ledu. Če se bodo emisije nadaljevale takšne, kot jih je, se bo morski led pokvaril, je dejal Levy, "in skočili bomo nazaj v svet, ki ga ne obstaja že milijone let."
"Občutljive morske ledene ploskve na Antarktiki bodo čutile učinek našega sedanjega relativno nagiba. Ogrevanje oceanov na robu Antarktike se bo še povečalo," je dejal.
V ponedeljek (14. januarja) je druga skupina raziskovalcev poročala, da je stopnja taline Antarktike že šestkrat hitrejša, kot je bila pred nekaj desetletji. Raziskovalci so ugotovili, da je celina med letoma 1979 in 1990 izgubila približno 40 gigatonov ledu na leto. Med letoma 2009 in 2017 je v povprečju izgubila 252 gigatonov ledu na leto.
Raziskovalci zdaj preučujejo majhne razlike v občutljivosti za nagib Zemlje, ki se pojavljajo skozi tri široke vzorce, ki so jih našli, vendar je glavno sporočilo že jasno, je dejal Levy.
"Antarktični morski led je očitno pomemben," je dejal. "Moramo nadaljevati in določiti načine za dosego ciljev glede emisij."
