Οι τεράστιες τρύπες στο πακέτο του πάγου του χειμώνα της Ανταρκτικής έχουν σκάσει σποραδικά από τη δεκαετία του 1970, αλλά ο λόγος για τον σχηματισμό τους ήταν σε μεγάλο βαθμό μυστηριώδης.
Οι επιστήμονες, με τη βοήθεια επιπλεόντων ρομπότ και τεχνολογικά εξοπλισμένων σφραγίδων, μπορεί τώρα να έχουν την απάντηση: Οι λεγόμενοι polynyas (ρωσικά για "ανοιχτό νερό") φαίνεται να είναι το αποτέλεσμα καταιγίδων και αλατιού, νέα ερευνητικά ευρήματα.
Ο Πολυνυάς έλαβε μεγάλη προσοχή το τελευταίο διάστημα, επειδή δύο πολύ μεγάλα άνοιξαν στη Θάλασσα Weddell το 2016 και το 2017. στην τελευταία περίπτωση, τα ανοικτά νερά τεντώθηκαν πάνω από 115.097 τετραγωνικά μίλια (298.100 τετραγωνικά χιλιόμετρα), σύμφωνα με άρθρο που δημοσιεύθηκε τον Απρίλιο στο περιοδικό Geophysical Research Letters.
Τώρα, η πιο ολοκληρωμένη ματιά στις ωκεάνιες συνθήκες κατά τη διάρκεια του σχηματισμού polynya αποκαλύπτει ότι αυτές οι εκτάσεις ανοιχτού νερού μεγαλώνουν λόγω των κλιματικών μεταβολών βραχείας διάρκειας και ιδιαίτερα του άσχημου καιρού. Οι πολυνύες επίσης απελευθερώνουν θερμότητα βαθιάς θάλασσας στην ατμόσφαιρα, με συνέπειες που οι επιστήμονες εξακολουθούν να επεξεργάζονται.
"Μπορεί να τροποποιήσει τα καιρικά πρότυπα γύρω από την Ανταρκτική", δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης Ethan Campbell, διδακτορικός φοιτητής ωκεανογραφίας στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον. "Πιθανώς μακρύτερα."
Παρατηρώντας τον ανοιχτό ωκεανό
Οι ερευνητές είχαν ήδη υποψιαστεί ότι οι καταιγίδες είχαν κάποιο ρόλο στη δημιουργία πολυώνων τα τελευταία χρόνια. Έγγραφο που δημοσίευσε τον Απρίλιο οι ατμοσφαιρικοί επιστήμονες στην Εφημερίδα της Γεωφυσικής Έρευνας: Οι Ατμόσφαιρες έδειξαν μια ιδιαίτερα έντονη καταιγίδα με ταχύτητα ανέμου μέχρι τα 72 μίλια την ώρα (117 χιλιόμετρα την ώρα) το 2017.
Αλλά παρόλο που οι χειμερινές καταιγίδες του 2016 και του 2017 ήταν ακραίες, οι θυελλώδεις θάλασσες είναι ο κανόνας στον χειμώνα της Ανταρκτικής, είπε ο Campbell.
"Αν ήταν μόνο καταιγίδες, θα βλέπαμε όλη την ώρα τους πολύυνες, αλλά δεν το κάνουμε", είπε. Αντίθετα, οι μεγάλες πολυνύες είναι σχετικά σπάνιες. Υπήρχαν τρεις μεγάλες το 1974, το 1975 και το 1976, αλλά τίποτα σημαντικό και πάλι μέχρι το 2016.
Ο Campbell και η ομάδα του επέστησαν στοιχεία από δύο ρομποτικά, ανθρώπινα μεγέθη πλωτήρες που αναπτύχθηκαν στη Θάλασσα Weddell από το χρηματοδοτούμενο από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών χρηματοδοτούμενο έργο Southern Carbon and Climate Observations and Modeling (SOCCOM). Οι πλωτήρες παρασύρονται στα ρεύματα περίπου ένα μίλι κάτω από την επιφάνεια του ωκεανού, δήλωσε ο Campbell, συλλέγοντας δεδομένα σχετικά με τη θερμοκρασία του νερού, την αλατότητα και την περιεκτικότητα σε άνθρακα.
Για λόγους σύγκρισης, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επίσης όλο το χρόνο παρατηρήσεις από ερευνητικά σκάφη της Ανταρκτικής και ακόμη και επιστημονικές σφραγίδες - άγρια πτερυγιόποδα εφοδιασμένα με μικρά όργανα για τη συλλογή ωκεάνιων δεδομένων καθώς τα ζώα διεξάγουν τα συνηθισμένα ταξίδια τους.
Θυελλώδεις θάλασσες
Συνοψίζοντας, αυτές οι παρατηρήσεις εξηγούσαν την πλήρη ιστορία των πολυών από το 2016 και το 2017. Το πρώτο συστατικό, δήλωσε ο Campbell, ήταν μέρος ενός κλιματολογικού μοντέλου που ονομάζεται Southern Annular Mode, η πολική έκδοση του El Niño. Ο Κάμπελ δήλωσε ότι μια τακτική αλλαγή κλίματος που μπορεί να μεταφέρει ανέμους είτε μακρύτερα από την ακτή της Ανταρκτικής, οπότε γίνονται πιο αδύναμοι είτε πλησιέστεροι στις ακτές, δυναμώνουν. Όταν η ποικιλία μετατοπίζει τους ανέμους πιο κοντά και ισχυρότερη, δημιουργεί περισσότερη ανοικοδόμηση από ζεστό, αλμυρό νερό από βαθιά στη Θάλασσα Weddell μέχρι την ψυχρότερη, πιο φρέσκια ωκεάνια επιφάνεια.
Αυτό το κλιματικό πρότυπο και η επακόλουθη ανοικοδόμηση έκανε την επιφάνεια του ωκεανού ασυνήθιστα αλατούχο το 2016, δήλωσε ο Campbell, που με τη σειρά του, διευκόλυνε το νερό των ωκεανών να αναμειγνύεται κατακόρυφα. Συνήθως, οι διαφορές στην αλατότητα διατηρούν τα στρώματα των ωκεανών χωριστά, καθώς το λιγότερο πυκνό πετρέλαιο επιπλέει πάνω από το νερό και αρνείται να αναμειχθεί. Αλλά επειδή η επιφάνεια του ωκεανού ήταν ασυνήθιστα αλμυρή, υπήρχε λιγότερη διαφορά μεταξύ της επιφάνειας και των βαθύτερων υδάτων.
"Ο ωκεανός ήταν ασυνήθιστα αλμυρός στην επιφάνεια και αυτό έκανε το εμπόδιο στην ανάμειξη πολύ πιο αδύναμο", δήλωσε ο Campbell.
Τώρα όλος ο απαιτούμενος ωκεανός ήταν λίγο ανακατωμένος. Και οι χειμώνες του 2016 και του 2017 παρείχαν το κουτάλι. Μεγάλες καταιγίδες δημιούργησαν άνεμο και κύματα που ανακατεύουν το νερό κατακόρυφα, αναδεικνύοντας ζεστό νερό από τον ωκεάνιο πυθμένα που έλιωσε τον πάγο της θάλασσας.
Τα αποτελέσματα των πολυών που σχηματίζονται είναι ακόμα κάπως μυστηριώδη. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το εσωτερικό του ωκεανού κάτω από αυτούς ψύχεται κατά 0,36 βαθμούς Φαρενάιτ (0,2 βαθμούς Κελσίου). Αυτό που απελευθερώνει θερμότητα μπορεί να αλλάξει τα τοπικά καιρικά φαινόμενα και ακόμα και να μετατοπίσει τους ανέμους παγκοσμίως, δήλωσε ο Campbell.
Σχετικά, είπε, είναι ότι το βαθύ ωκεάνιο νερό που εκτίθεται στην ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια μιας πολυνύας είναι δυνητικά πλούσιο σε άνθρακα. Τα βαθέα ύδατα της Ανταρκτικής είναι τα νεκροταφεία για τη θαλάσσια ζωή, τα οποία απελευθερώνουν άνθρακα καθώς αποσυντίθενται. Αν ο άνθρακας εισέλθει στην ατμόσφαιρα μέσω polynyas, αυτά τα ανοίγματα ανοιχτού νερού θα μπορούσαν να συμβάλουν ελαφρώς στην αλλαγή του κλίματος, δήλωσε ο Campbell.
Είτε πρόκειται για πολυνύες, εξακολουθεί να είναι στον αέρα, δήλωσε ο Campbell, αλλά η νέα μελέτη θα βοηθήσει τους επιστήμονες να καθορίσουν περισσότερες λεπτομέρειες για το μεταβαλλόμενο κλίμα της Ανταρκτικής. Τα τρέχοντα μοντέλα της Ανταρκτικής φαίνονται να προβλέπουν περισσότερα polynyas από αυτά που υπάρχουν στην πραγματικότητα, δήλωσε ο Campbell. Τώρα, οι διαμορφωτές του κλίματος θα έχουν περισσότερα δεδομένα για να βελτιώσουν αυτές τις προβλέψεις, δημιουργώντας μια καλύτερη εικονική Ανταρκτική για την κατανόηση της αλλαγής του κλίματος.
Η έρευνα εμφανίστηκε στις 10 Ιουνίου στο περιοδικό Nature.
