Play media
stratul de gheață ca o înregistrare a climatelor din trecutedit
stratul de gheață, format din straturi de zăpadă comprimată de peste 100.000 de ani, conține în gheața sa cea mai valoroasă înregistrare de astăzi a climatelor din trecut. În ultimele decenii, oamenii de știință au forat miezuri de gheață de până la 4 kilometri (2,5 mi) adâncime. Oamenii de știință, folosind aceste miezuri de gheață, au obținut informații despre (proxy-uri pentru) temperatura, volumul oceanului, precipitațiile, chimia și compoziția gazelor din atmosfera inferioară, erupțiile vulcanice, variabilitatea solară, productivitatea suprafeței mării, întinderea deșertului și incendiile forestiere. Această varietate de proxy-uri climatice este mai mare decât în orice alt înregistrator natural al climei, cum ar fi inelele copacilor sau straturile de sedimente.
foaia de gheață topită
mulți oameni de știință care studiază ablația gheții în Groenlanda consideră că o creștere a temperaturii de două sau trei grade Celsius ar duce la o topire completă a gheții Groenlandei și ar lăsa Groenlanda complet scufundată în apă. Poziționată în Arctica, stratul de gheață din Groenlanda este deosebit de vulnerabil la schimbările climatice. Se crede că clima arctică se încălzește rapid și sunt proiectate schimbări de contracție arctică mult mai mari. Calota glaciară a Groenlandei a cunoscut o topire record în ultimii ani de când au fost păstrate înregistrări detaliate și este probabil să contribuie substanțial la creșterea nivelului mării, precum și la posibile modificări ale circulației oceanelor în viitor. S-a susținut că suprafața foii care se confruntă cu topirea a crescut cu aproximativ 16% între 1979 (când au început măsurătorile) și 2002 (cele mai recente date). Zona de topire în 2002 a rupt toate înregistrările anterioare. Numărul cutremurelor glaciare de la ghețarul Helheim și ghețarii din nord-vestul Groenlandei a crescut substanțial între 1993 și 2005. În 2006, modificările lunare estimate ale masei stratului de gheață din Groenlanda sugerează că se topește la o rată de aproximativ 239 kilometri cubi (57 cu mi) pe an. Un studiu mai recent, bazat pe date reprocesate și îmbunătățite între 2003 și 2008, raportează o tendință medie de 195 de kilometri cubi (47 cu mi) pe an. Aceste măsurători au venit de la satelitul GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) al Agenției Spațiale Americane, lansat în 2002, după cum a raportat BBC. Folosind date de la doi sateliți de observare la sol, ICESAT și ASTER, un studiu publicat în Geophysical Research Letters (septembrie 2008) arată că aproape 75% din pierderea gheții din Groenlanda poate fi urmărită înapoi la ghețarii mici de coastă.
dacă întregul 2.850.000 km3 (684.000 cu mi) de gheață s-ar topi, nivelul mării globale ar crește cu 7,2 m (24 ft). Recent, au crescut temerile că schimbările climatice continue vor face ca stratul de gheață din Groenlanda să treacă un prag în care topirea pe termen lung a stratului de gheață este inevitabilă. Modelele climatice proiectează că încălzirea locală în Groenlanda va fi de la 3 la 5 la 9 la 16 la 9 la sută în acest secol. Modelele de foi de gheață proiectează că o astfel de încălzire ar iniția topirea pe termen lung a foii de gheață, ducând la o topire completă a foii de gheață (de-a lungul secolelor), rezultând o creștere globală a nivelului mării de aproximativ 7 metri (23 ft). O astfel de creștere ar inunda aproape fiecare oraș major de coastă din lume. Cât de repede se va produce topirea în cele din urmă este o chestiune de discuție. Conform raportului IPCC din 2001, o astfel de încălzire ar duce, dacă ar fi împiedicată să crească și mai mult după secolul 21, la o creștere a nivelului mării de 1 până la 5 metri în următorul mileniu din cauza topirii stratului de gheață din Groenlanda. Unii oameni de știință au avertizat că aceste rate de topire sunt prea optimiste, deoarece presupun o progresie liniară, mai degrabă decât neregulată. James E. Hansen a susținut că mai multe feedback-uri pozitive ar putea duce la dezintegrarea neliniară a stratului de gheață mult mai rapid decât a susținut IPCC. Potrivit unei lucrări din 2007, „nu găsim dovezi ale decalajelor milenare între forțarea și răspunsul la stratul de gheață în datele paleoclimatice. Un timp de răspuns al stratului de gheață de secole pare probabil și nu putem exclude schimbări mari pe scări de timp decadale odată ce topirea suprafeței la scară largă este în curs de desfășurare.”
zona de topire, unde căldura verii transformă zăpada și gheața în bălți și iazuri topite de apă topită, s-a extins într-un ritm accelerat în ultimii ani. Când apa topită se scurge prin fisurile din foaie, accelerează topirea și, în unele zone, permite gheții să alunece mai ușor peste roca de bază de dedesubt, accelerând mișcarea sa spre mare. Pe lângă faptul că contribuie la creșterea globală a nivelului mării, procesul adaugă apă dulce în ocean, ceea ce poate perturba circulația oceanelor și, prin urmare, climatul regional. În iulie 2012, această zonă de topire s-a extins la 97% din acoperirea cu gheață. Miezurile de gheață arată că astfel de evenimente apar aproximativ la fiecare 150 de ani în medie. Ultima dată când s-a întâmplat o topire atât de mare a fost în 1889. Această topire particulară poate face parte din comportamentul ciclic; cu toate acestea, Lora Koenig, un glaciolog Goddard a sugerat că „…dacă vom continua să observăm astfel de evenimente de topire în anii următori, va fi îngrijorător.”Încălzirea globală crește creșterea algelor pe stratul de gheață. Acest lucru întunecă gheața, determinând-o să absoarbă mai multă lumină solară și crescând potențial rata de topire.apa topită din jurul Groenlandei poate transporta substanțele nutritive atât în fazele dizolvate, cât și în cele sub formă de particule în ocean. Măsurătorile cantității de fier din apa topită din stratul de gheață din Groenlanda arată că topirea extinsă a stratului de gheață ar putea adăuga o cantitate din acest micronutrient în Oceanul Atlantic echivalentă cu cea adăugată de praful din aer. Cu toate acestea, o mare parte din particulele și fierul derivate din ghețarii din jurul Groenlandei pot fi prinse în fiordurile extinse care înconjoară insula și, spre deosebire de Oceanul de Sud HNLC, unde fierul este un micronutrient limitativ extins, producția biologică din Atlanticul de Nord este supusă doar unor perioade foarte limitate spațial și temporal de limitare a fierului. Cu toate acestea, productivitatea ridicată este observată în imediata vecinătate a ghețarilor marini majori care se termină în jurul Groenlandei și acest lucru este atribuit intrărilor de apă topită care conduc la creșterea apei de mare bogate în macronutrienți.
-
până în 2007, rata de scădere a înălțimii stratului de gheață în cm pe an.
-
modelarea rezultatelor creșterii nivelului mării în diferite scenarii de încălzire.
-
imagine din satelit a iazurilor topite întunecate.
-
albedo schimbare în Groenlanda
observare și cercetare din 2010Edit
într-un studiu din 2013 publicat în Nature, 133 de cercetători au analizat un miez de gheață din Groenlanda din interglacialul Eemian. Ei au ajuns la concluzia că în această perioadă geologică, cu aproximativ 130.000–115.000 de ani în urmă, GIS (Stratul De Gheață din Groenlanda) era cu 8 grade C mai cald decât astăzi. Acest lucru a dus la o scădere a grosimii stratului de gheață din nord-vestul Groenlandei cu 400 la 250 de metri, atingând altitudini de suprafață acum 122.000 de ani de 130 la 300 de metri mai mici decât în prezent.
cercetătorii au considerat că norii pot spori topirea stratului de gheață din Groenlanda. Un studiu publicat în Nature în 2013 a constatat că norii purtători de lichid optic subțiri s-au extins în iulie 2012 zona de topire extremă, în timp ce un studiu Nature Communications din 2016 sugerează că norii, în general, sporesc scurgerea apei topite a stratului de gheață din Groenlanda cu mai mult de 30% din cauza scăderii înghețării apei topite în stratul firn noaptea.
Un studiu din 2015 realizat de oamenii de știință climatici Michael Mann de la Penn State și Stefan Rahmstorf de la Institutul Potsdam pentru cercetarea impactului climatic sugerează că pata rece observată în Atlanticul de Nord în anii de înregistrări de temperatură este un semn că circulația meridională de răsturnare a Oceanului Atlantic (AMOC) poate slăbi. Ei și-au publicat concluziile și au ajuns la concluzia că circulația AMOC arată o încetinire excepțională în secolul trecut și că topirea Groenlandei este un posibil contribuitor.
Un studiu publicat în 2016, de cercetători de la Universitatea din Florida de Sud, Canada și Olanda, a folosit datele satelitului GRACE pentru a estima fluxul de apă dulce din Groenlanda. Ei au ajuns la concluzia că scurgerea apei dulci se accelerează și, în cele din urmă, ar putea provoca o perturbare a AMOC în viitor, ceea ce ar afecta Europa și America de Nord.Statele Unite au construit o bază nucleară secretă, numită Camp Century, în calota glaciară a Groenlandei. În 2016, un grup de oameni de știință a evaluat impactul asupra mediului și a estimat că, din cauza schimbărilor meteorologice în următoarele câteva decenii, apa topită ar putea elibera deșeurile nucleare, 20.000 de litri de deșeuri chimice și 24 de milioane de litri de canalizare netratată în mediu. Cu toate acestea, până în prezent nici SUA, Nici Danemarca nu și-au asumat responsabilitatea pentru curățare.un studiu internațional din 2018 a constatat că efectul fertilizant al apei topite în jurul Groenlandei este extrem de sensibil la adâncimea liniei de împământare a ghețarului la care este eliberat. Retragerea marilor ghețari marini din Groenlanda în interior va diminua efectul fertilizant al apei topite – chiar și cu creșteri mari ale volumului de descărcare de apă dulce.
la 13 August 2020, comunicații pământ și mediu, un jurnal de cercetare a naturii a publicat un studiu privind „pierderea dinamică a gheții din stratul de gheață din Groenlanda condus de retragerea susținută a ghețarului”. Situația a fost descrisă ca fiind trecută de „punctul fără întoarcere” și atribuită a doi factori, „scurgerea crescută a apei topite de suprafață și ablația ghețarilor de ieșire marină care se termină prin fătare și topirea submarinelor, denumită descărcare de gheață.”
la 20 August 2020, oamenii de știință au raportat că stratul de gheață din Groenlanda a pierdut o cantitate record de 532 miliarde de tone metrice de gheață în 2019, depășind vechiul record de 464 miliarde de tone metrice în 2012 și revenind la rate ridicate de topire și oferă explicații pentru pierderea redusă de gheață în 2017 și 2018.
la 31 August 2020, oamenii de știință au raportat că pierderile de gheață observate în Groenlanda și Antarctica urmăresc scenariile cele mai nefavorabile ale proiecțiilor de creștere a nivelului mării din raportul de evaluare IPCC al cincilea.
procesul de topire din 2000Edit
- între 2000 și 2001: ghețarul Petermann din nordul Groenlandei a pierdut 85 de kilometri pătrați (33 mile pătrate) de gheață plutitoare.
- între 2001 și 2005: Sermeq Kujalleq s-a despărțit, pierzând 93 de kilometri pătrați (36 mile pătrate) și a crescut gradul de conștientizare la nivel mondial cu privire la răspunsul glaciar la schimbările climatice globale. iulie 2008: cercetătorii care monitorizează zilnic imaginile din satelit au descoperit că o bucată de Petermann de 28 de kilometri pătrați (11 mile pătrate) s-a desprins.August 2010: o foaie de gheață care măsoară 260 de kilometri pătrați (100 mile pătrate) s-a desprins de ghețarul Petermann. Cercetătorii de la Serviciul canadian de gheață au localizat Fătarea din imaginile din satelit NASA realizate pe 5 August. Imaginile au arătat că Petermann a pierdut aproximativ un sfert din raftul său de gheață plutitor de 70 km lungime (43 mile).
- iulie 2012: o altă foaie mare de gheață de două ori pe suprafața Manhattanului, aproximativ 120 de kilometri pătrați (46 mile pătrate), s-a desprins de ghețarul Petermann din nordul Groenlandei.
- în 2015, Ghețarul Jakobshavn a fătat un aisberg de aproximativ 4.600 de picioare (1.400 m) grosime, cu o suprafață de aproximativ 5 mile pătrate (13 km2).
-
Play media
măsurătorile prin satelit ale stratului de gheață din Groenlanda din 1979 până în 2009 relevă o tendință de topire crescută.
-
Play media
datele satelitului NASA MODIS și QuikSCAT din 2007 au fost comparate pentru a confirma precizia diferitelor observații de topire.
-
Play media
această animație narată arată schimbarea acumulată în cota stratului de gheață din Groenlanda între 2003 și 2012.
două mecanisme au fost utilizate pentru a explica schimbarea vitezei ghețarilor de evacuare a straturilor de gheață din Groenlanda. Primul este efectul îmbunătățit al apei topite, care se bazează pe topirea suplimentară a suprafeței, canalizată prin moulins ajungând la baza ghețarului și reducând frecarea printr-o presiune bazală mai mare a apei. (Nu toată apa topită este reținută în stratul de gheață și unele moulins se scurg în ocean, cu rapiditate variabilă.) Această idee a fost observată a fi cauza unei scurte accelerații sezoniere de până la 20% pe Sermeq Kujalleq în 1998 și 1999 la tabăra Elvețiană.(Accelerarea a durat între două și trei luni și a fost mai mică de 10% în 1996 și 1997, de exemplu. Ei au oferit o concluzie că „cuplarea dintre topirea suprafeței și fluxul de foi de gheață oferă un mecanism pentru răspunsuri rapide, la scară largă, dinamice ale foilor de gheață la încălzirea climei”. Examinarea drenajului rapid al lacurilor supra-glaciare recente a documentat modificările vitezei pe termen scurt datorate unor astfel de evenimente, dar acestea au avut o semnificație redusă pentru fluxul anual al ghețarilor mari de ieșire.
al doilea mecanism este un dezechilibru de forță la Frontul fătării din cauza subțierii care provoacă un răspuns substanțial neliniar. În acest caz, un dezechilibru al forțelor de pe frontul fătării se propagă în sus-ghețar. Subțierea face ca ghețarul să fie mai plutitor, reducând forțele de frecare din spate, pe măsură ce ghețarul devine mai plutitor în fața fătării. Frecarea redusă datorită flotabilității mai mari permite o creștere a vitezei. Acest lucru este asemănător cu a lăsa puțin frâna de urgență. Forța rezistivă redusă la partea din față a fătării este apoi propagată în sus-ghețar prin extensie longitudinală din cauza reducerii forței din spate. Pentru secțiunile de streaming de gheață ale ghețarilor mari de ieșire (și în Antarctica) există întotdeauna apă la baza ghețarului care ajută la lubrifierea fluxului.
dacă efectul îmbunătățit al apei topite este cheia, atunci deoarece apa topită este o intrare sezonieră, viteza ar avea un semnal sezonier și toți ghețarii ar experimenta acest efect. Dacă efectul de dezechilibru al forței este cheia, atunci viteza se va propaga în sus-ghețar, nu va exista un ciclu sezonier, iar accelerația se va concentra pe ghețarii fătați.Ghețarul Helheim, Groenlanda de Est a avut un terminal stabil din anii 1970-2000. În 2001-2005 ghețarul s-a retras 7 km (4.3 mi) și accelerat de la 20 la 33 m sau 70 la 110 ft/zi, în timp ce se subțiază până la 130 de metri (430 ft) în regiunea terminus. Ghețarul Kangerdlugssuaq, Groenlanda de Est a avut o istorie terminus stabilă din 1960 până în 2002. Viteza ghețarului a fost de 13 m sau 43 ft/zi în anii 1990. în 2004-2005 a accelerat la 36 m sau 120 ft/zi și s-a subțiat cu până la 100 m (300 ft) la îndemâna inferioară a ghețarului. Pe Sermeq Kujalleq accelerația a început pe frontul fătării și s-a răspândit-ghețar 20 km (12 mi) în 1997 și până la 55 km (34 mi) spre interior până în 2003. Pe Helheim subțierea și viteza s-au propagat în sus-ghețar din Frontul fătării. În fiecare caz, ghețarii majori de ieșire s-au accelerat cu cel puțin 50%, mult mai mare decât impactul observat din cauza creșterii apei topite de vară. Pe fiecare ghețar accelerația nu a fost limitată la vară, persistând pe tot parcursul iernii, când apa topită de suprafață este absentă.
o examinare a 32 de ghețari de ieșire din sud-estul Groenlandei indică faptul că accelerarea este semnificativă numai pentru ghețarii de ieșire marini—ghețarii care se varsă în ocean. Un studiu din 2008 a remarcat că subțierea stratului de gheață este cea mai pronunțată pentru ieșirea marină glaciers.As un rezultat al celor de mai sus, all a concluzionat că singura secvență plauzibilă de evenimente este aceea subțierea crescută a regiunilor terminale, a ghețarilor de ieșire care se termină în marină, neîntemeiată limbile ghețarului și ulterior a permis accelerarea, retragerea și subțierea ulterioară.temperaturile mai calde din regiune au adus precipitații crescute în Groenlanda, iar o parte din masa pierdută a fost compensată de creșterea zăpezii. Cu toate acestea, există doar un număr mic de stații meteorologice pe insulă și, deși datele din satelit pot examina întreaga insulă, acestea au fost disponibile doar de la începutul anilor 1990, ceea ce face dificilă studiul tendințelor. S-a observat că există mai multe precipitații acolo unde este mai cald, până la 1,5 metri pe an pe flancul sud-estic și mai puține precipitații sau niciuna pe 25-80% (în funcție de perioada anului) a insulei care este mai rece.
rata de schimbareedit
Mai mulți factori determină rata netă de creștere sau declin. Acestea sunt
- ratele de acumulare și topire a zăpezii în părțile centrale
- topirea zăpezii de suprafață și a gheții care apoi se varsă în moulins, cade și curge spre roca de bază, lubrifiază baza ghețarilor și afectează viteza mișcării glaciare. Acest flux este implicat în accelerarea vitezei ghețarilor și, astfel, a ratei fătării glaciare.
- topirea gheții de-a lungul marginilor foii (scurgerea) și hidrologia bazală,
- Iceberg fătând în mare de la ghețarii de ieșire, de asemenea, de-a lungul marginilor foii
explicația mișcării accelerate a coastei glaciare și a fătării aisbergului nu ia în considerare un alt factor cauzal: greutatea crescută a stratului de gheață central highland. Pe măsură ce stratul central de gheață se îngroașă, pe care îl are de cel puțin șapte decenii, greutatea sa mai mare provoacă o forță exterioară mai orizontală la roca de bază. La rândul său, acest lucru pare să fi crescut Fătarea glaciară la coaste dovezi vizuale pentru creșterea grosimii stratului de gheață central highland există în numeroasele aeronave care au făcut aterizări forțate pe calota glaciară încă din anii 1940. au aterizat la suprafață și ulterior au dispărut sub gheață. Un exemplu notabil este Lockheed P-38F Lightning al Doilea Război Mondial avion de vânătoare Glacier Girl care a fost exhumat de la 268 de picioare de gheață în 1992 și readus la starea de zbor după ce a fost îngropat de peste 50 de ani. A fost recuperat de membrii societatea expediției Groenlandei după ani de căutări și săpături, în cele din urmă transportat la Kentucky și readus la starea de zbor.
al treilea raport de evaluare IPCC (2001) a estimat acumularea la 520 26 gigatone de gheață pe an, scurgerea și topirea fundului la 297 32 gt/an și 32 3 Gt/an, respectiv, și producția de iceberg la 235 33 gt / an. În echilibru, IPCC estimează -44 53 gt / an, ceea ce înseamnă că stratul de gheață se poate topi în prezent. Datele din 1996 până în 2005 arată că stratul de gheață se subțiază chiar mai repede decât se presupune de IPCC. Potrivit studiului, în 1996, Groenlanda pierdea aproximativ 96 km3 sau 23,0 cu mi pe an în volum din stratul său de gheață. În 2005, acest lucru a crescut la aproximativ 220 km3 sau 52,8 cu mi pe an din cauza subțierii rapide în apropierea coastelor sale, în timp ce în 2006 a fost estimat la 239 km3 (57,3 cu mi) pe an. S-a estimat că în anul 2007 topirea stratului de gheață din Groenlanda a fost mai mare ca niciodată, 592 km3 (142,0 cu mi). De asemenea, zăpada a fost neobișnuit de scăzută, ceea ce a dus la un negativ fără precedent -65 km3 (-15.6 cu mi) echilibrul masei de suprafață. Dacă Fătarea aisbergului s-a întâmplat în medie, Groenlanda a pierdut 294 Gt din masa sa în 2007 (un km3 de gheață cântărește aproximativ 0,9 Gt).cel de-al patrulea raport de evaluare al IPCC (2007) a remarcat că este greu să se măsoare cu precizie echilibrul masic, dar majoritatea rezultatelor indică accelerarea pierderii de masă din Groenlanda în anii 1990 până în 2005. Evaluarea datelor și a tehnicilor sugerează un echilibru de masă pentru calota glaciară a Groenlandei care variază între creșterea de 25 Gt/an și pierderea de 60 Gt/an pentru 1961-2003, pierderea de 50-100 Gt/an pentru 1993-2003 și pierderea la rate chiar mai mari între 2003 și 2005.analiza datelor gravitaționale de la sateliții GRACE indică faptul că stratul de gheață din Groenlanda a pierdut aproximativ 2900 Gt (0,1% din masa sa totală) între martie 2002 și septembrie 2012. Rata medie a pierderilor de masă pentru perioada 2008-2012 a fost de 367 Gt/an.
Un studiu publicat în 2020 estimat, prin combinarea a 26 de estimări individuale ale echilibrului masic derivate prin urmărirea modificărilor volumului, vitezei și gravitației stratului de gheață din Groenlanda ca parte a stratului de gheață exercițiul de inter-comparare a balanței de masă, că stratul de gheață din Groenlanda a pierdut un total de 3.902 gigatone (gt) de gheață între 1992 și 2018. Rata pierderilor de gheață a crescut de-a lungul timpului de la 26 xtx27 Gt/an între 1992 și 1997 la 244 xtx28 Gt/an între 2012 și 2017, cu o rată maximă a pierderilor de masă de 275 xtx28 Gt/an în perioada 2007 și 2012.
o lucrare privind înregistrarea temperaturii Groenlandei arată că cel mai cald an înregistrat a fost 1941, în timp ce cele mai calde decenii au fost anii 1930 și 1940. datele utilizate au fost de la stațiile de pe coastele de Sud și de Vest, dintre care majoritatea nu au funcționat continuu pe întreaga perioadă de studiu.
în timp ce temperaturile arctice au crescut în general, există unele discuții cu privire la temperaturile din Groenlanda. În primul rând, temperaturile arctice sunt foarte variabile, ceea ce face dificilă discernerea tendințelor clare la nivel local. De asemenea, până de curând, o zonă din Atlanticul de Nord, inclusiv sudul Groenlandei, a fost una dintre singurele zone din lume care au prezentat mai degrabă răcire decât încălzire în ultimele decenii, dar această răcire a fost înlocuită de o încălzire puternică în perioada 1979-2005.