Klimat zmieniał sie zawsze... cz 17 Utrata masy przed lądolody

Gdy lądolód zaczyna topnieć, na jego powierzchni pojawiają się jeziorka ciemnej wody, pochłaniające energię słoneczną. W lecie na lodowcu pojawiają się rzeki, których woda znika w szczelinach lądolodu, rozsadzając go. Przenikając do podłoża opartego o skały lodowca woda działała też jak smar, na którym lądolód może się ślizgać . Lodowiec na lądzie zaczyna się zsuwać w dół w stronę oceanu, pchając przed sobą lód pływający. Spoistość lądolodu zostaje naruszona i lodowiec kruszy się i rozpada. Rozpad pływającego lodowca szelfowego, który wcześniej pełnił rolę „korka w butelce”, powoduje, że znajdujący się na lądzie lodowiec, wcześniej podtrzymywany przez lód pływający, może zjechać do oceanu. W miarę zjeżdżania w dół powierzchni lądolodu znajduje się na coraz mniejszej wysokości, gdzie temperatury są wyższe. 

Wiele lodowców, szczególnie na Antarktydzie Zachodniej, nie spoczywa na lądzie, lecz na dnie oceanicznym. Ogrzewające się wody oceanu podmywają od dołu spoczywający na dnie oceanicznym lądolód i roztapiają go, co może zapoczątkować reakcję łańcuchową jego rozpadu. Krawędzie wielkich lodowców na antarktycznym Morzu Amundsena znajdują się na płytkich wodach, dalej są one oparte na głębokim nawet na 2000 metrów dnie oceanicznym. Ukształtowanie dna powoduje, że jeśli te lodowce cofną się tak, że ich krawędź znajdzie się na głębszej wodzie, to przyspieszy topnienie (podczas gdy akumulacja masy, w związku ze zmniejszaniem się powierzchni spada), lodowiec oderwie się od dna, wreszcie może się zdestabilizować i rozsypać. Rozpad lodowców na Morzu Amundsena spowodowałby efekt domina i destabilizację całego lądolodu Antarktydy Zachodniej, który zsunąłby się do oceanu, topniejąc w nim i podnosząc jego poziom o 5 metrów. Pociągnęłoby to za sobą również destabilizację części lądolodu Antarktydy Wschodniej, w której jest dość lodu, żeby podnieść poziom oceanu o 65 metrów.

Głębokość Morza Amundsena

Rys. Głębokość Morza Amundsena. Krawędź lodowca (brązowa linia, ocean jest w lewej dolnej części mapy) przebiega po wyspach i płytkich obszarach morza.

Kwestia stabilności lodowców Zachodniej Antarktydy

Rys. Kwestia stabilności lodowców Zachodniej Antarktydy na przykładzie lodowca Thwaites. Jego spód spoczywa na głębokim dnie oceanicznym, obniżającym się w stronę głównej masy lodowca. Na górnym rysunku pokazana jest obecna sytuacja. Przyrost masy z opadów (q) jest zbilansowany utratą masy na krawędzi. Na dolnym rysunku pokazana jest sytuacja po utracie części masy - w związku ze zmaleniem lodowca zmniejszy się przyrost masy, a z powodu znalezienia się na głębszej wodzie zwiększy się utrata masy. Lodowiec staje się niestabilny.

W historii mieliśmy do czynienia z bardzo szybką zmianą poziomu oceanu. Czułość lodowców na klimat jest bardzo wysoka. Kiedy w poprzednim interglacjale eemskim 120 tysięcy lat temu średnia temperatura planety była o tylko 1 stopień wyższa niż dziś, poziom oceanów był o 6 metrów wyższy. Już dziś widzimy, że poziom oceanów rośnie coraz szybciej. Co prawda według ostatniego raportu IPCC z 2007 roku poziom wody do końca XXI wieku może podnieść się o najwyżej 59 cm, ale w raporcie jest otwarcie napisane, że ze względu na niemożność przewidzenia tempa rozpadu lądolodów, wartość ta uwzględnia jedynie rozszerzalność termiczną wody, nie uwzględnia zaś wody spływającej z lodowców. Szacunki uwzględniające te zmiany mówią o 1-2 metrów, stopniowo są też przesuwane w górę. Trzy miliony lat temu, w Pliocenie, klimat był cieplejszy o 2°C niż dziś, poziom wody był o 25-35 metrów wyższy od dzisiejszego, a w Eocenie, kiedy było cieplej o 4°C, na Ziemi w ogóle nie było lodu, a poziom wody był wyższy o 70 metrów. Do końca stulecia możemy podnieść temperaturę do jeszcze wyższego poziomu.

Lądolody Grenlandii i Antarktydy tracą masę coraz szybciej. Pokazuje to szereg pomiarów wykonywanych różnymi metodami. Najdokładniejsze pochodzą z satelitów GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment), rejestrujących zmiany w polu grawitacyjnym ziemi, z czułością umożliwiającą nawet określanie poziomu wody w rzekach i zbiornikach podziemnych czy zachowania prądów oceanicznych.

Utrata masy przez lądolód Grenlandii

Rys. Utrata masy przez lądolód Grenlandii. Źródło: Velicogna, I. Geophys. Res. Lett., 36, L19503, doi:10.1029/2009GL040222, 2009.

Utrata masy przez lądolód Antarktydy

Rys. Utrata masy przez lądolód Antarktydy. Źródło: Velicogna, I. Geophys. Res. Lett., 36, L19503, doi:10.1029/2009GL040222, 2009.

Związany z obecną koncentracją gazów cieplarnianych wzrost średniej temperatury powierzchni planety o ponad 2°C nie wydaje się taki wielki. Jeśli nadal będziemy spalać paliwa kopalne w coraz szybszym tempie (o ile ich wystarczy), to do końca stulecia możemy zwiększyć ich koncentrację do poziomu, który wraz ze sprzężeniami zwrotnymi podniesie temperaturę o 5°C – a może nawet bardziej. Jakie będą tego następstwa?

No dobrze, a więc faktycznie wpływamy na klimat i kolejnej epoki lodowcowej nie będzie. Może więc to i dobrze – w końcu nadejście epoki lodowcowej byłoby bardzo nieprzyjemne – świat o kilka stopni chłodniejszy, w którym dużą część krajów Północy pokrywa lądolód to nieszczególnie pożądana perspektywa. Kto powiedział, że taki klimat, jaki jest obecny układ stref klimatycznych, linii brzegowej, pustyń i lodowców jest dla nas optymalny?

Prawdopodobnie, gdybyśmy zastali świat z innym układem stref klimatycznych, linii brzegowej, pustyń i lodowców, dostosowalibyśmy się do niego. Jednak porzucenie miast nadbrzeżnych, wraz z ich historią i skarbami architektury, opuszczenie całych krajów zalewanych przez wodę i przejmowanych przez pustynie, migracje setek milionów często biednych i niewykształconych ludzi, będą wiązać się z olbrzymimi kosztami i wywrą wielką presję na naszą cywilizację. Stanowią też tylko wierzchołek góry lodowej. Głównym problemem nie jest taka czy inna średnia temperatura planety, ale zmiany temperatury, a szczególnie jej wzrost.

Aby zrozumieć naszą sytuację lepiej i poszukać analogii obecnych zmian klimatu, musimy cofnąć się znacznie dalej w przeszłość, aż do czasów wymierania dinozaurów.

Kolejna część: Kiedyś było cieplej

Komentarze

16.01.2011 23:04 mediastan

Miasta portowe przeważnie nie leżą metr na poziomem morza tylko parę metrów wyżej, więc powolny przybór wody nie będzie dla nich groźny. Trudno też wieżyc bezkrytycznie przedstawionym tabelką, ponieważ w wielu miejscach lodu nie ubywa a czasami wręcz przybywa.

25.01.2011 22:29 Dragon

W zasadzie nie wiadomo, jak bardzo wzrośnie poziom wody i jak szybko to nastąpi. Biorąc pod uwagę, że większość lądolodu Antarktydy Zachodniej (wystarczy na wzrost poziomu oceanów o 5 m) leży na dnie oceanicznym, podobnie jak 1/3 lądolodu Antarktydy Wschodniej (tu już 25 m), nie powinno dziwić, że w Pliocenie, kiedy było 1-2C cieplej niż dziś, poziom oceanu był ze 30 m wyżej.
Rozpad lądolodu może być silnie nieliniowy, patrz np. ostatnia analiza http://www.columbia.edu/~jeh1/mailings/2011/20110118_MilankovicPaper.pdf

Dodaj komentarz

Kod
grakalkulator kalkulator zuzycia ciepla

Informacje

Linkownia

Wykonanie PONG, grafika GFX RedFrosch.



logowanie | nowe konto