Вчені стривожені: Антарктида почала поводитися "як ніколи раніше"

Морський лід в Антарктиді зазвичай "функціонує" в такий спосіб: влітку його менше (мінімум), взимку більше (максимум). В останні роки спостерігається ситуація, яка змушує бити на сполох: у теплий сезон тане рекордна кількість льоду, яка потім не повертається до показників "зимового макісмуму".

Вчені не можуть бути певні, що крижаний баланс Антарктиди відновиться, пише Live Science. При цьому наголошують, що тамтешній морський лід незамінний для всієї планети.

"Це справді життєво важлива частина нашої кліматичної системи", – каже Елла Гілберт, полярний кліматолог Британської антарктичної служби.

Бракує шматка розміром з Європу

Донедавна антарктичний морський лід коливався між стабільними зимовими та літніми показниками. Але у 2016 році ситуація почала змінюватися. Відбулися рекордні мінімуми, у тому числі найменший за всю історію у лютому 2023 року – лише 1,91 мільйона квадратних кілометрів льоду на материку. Після цього крижаний покрив не відновився, як це відбувалося раніше. Антарктичні льоди протягом шести місяців були рекордно низькими.

Вчені здивовані і злякані одночасно: на піку зими на континенті не вистачало шматка льоду більше за Західну Європу.

"Ми всі думали, що мінімум - це все, що могло статися; це був 2023 рік, а не 2070-й. Тому, коли настала зима, ми не повірили своїм очам", - розповів в інтерв'ю Live Science Аріан Пуріч, дослідник антарктичного клімату з Університету Монаша Австралії.

Нині, 2024 року, площа морського льоду досягла ще одного майже рекордного мінімуму – 985 мільйонів квадратних кілометрів на 20 лютого.

В Антарктиці відбулася глибока "зміна режиму", і кліматологи намагаються зрозуміти, що буде далі.

"Коли змінюється будь-яка частина кліматичної системи, це призводить до хвильових ефектів, що відчуваються у всьому світі - не обов'язково відразу, але через багато років", - говорить Гілберт. "Таким чином, підштовхуючи систему дедалі більше, ми робимо ці хвилі дедалі більше. І зрештою ми їх відчуємо".

Лід - "серцебиття" океану

Коли Антарктиці замість літа приходить зима, поверхня морського льоду збільшується від 3 до 18 мільйонів квадратних кілометрів, покриваючи 4% поверхні Землі нерівними білими плитками.

Велика частина цього морського льоду утворюється під час полярної ночі, що триває тижнями, на ділянках відкритої води. Це плавучий шельфовий льодовик, що оминає континент. Під впливом лютих вітрів з материка, ополонки з морською водою всередині льодовика замерзають. Їх присипає снігом, що утворює крижаний покрив.

Прибережна крижана мозаїка має різні функції. По-перше, утримує теплу морську воду від крихкого сухопутного льоду континенту, захищає його льодовики. Поверхня морського льоду відбиває частину сонячної енергії у космос у процесі, відомому як ефект альбедо.

Ці плавучі крижані платформи також відіграють ключову роль в антарктичній екосистемі, забезпечуючи місце існування таких істот, як пінгвіни і криль. Криль ласує фотосинтезуючими водоростями, що ростуть навколо платформ, а його екскременти затримують вуглекислий газ, який потім опускається на дно океану.

Морський лід також допомагає вводити в дію конвеєр океанічної циркуляції. Коли морський лід тане, холодна вода, що каскадом стікає з континентального шельфу, штовхає глибинні води все далі вниз і назовні, підживлюючи циркумполярну течію, що керує всіма світовими океанічними течіями. Насправді, 40% світового океану бере свій початок біля узбережжя Антарктиди. Тому материк є життєво важливим для регулювання регіонального клімату на всій планеті.

Ритмічне розширення та скорочення льодовикового покриву нагадує серцебиття, яке розносить по всьому світу поживні речовини, кисень і тепло, а вуглекислий газ опускається в глибини океану, де протягом сотень років затримується близько 30% викидів вуглецю.

Протягом більшої частини нашої історії "серцебиття" океану - і його вплив на кругообіг вуглецю та циркуляцію океану - було досить стабільним. Але потім усе змінилося.

Світова катастрофа?

Починаючи з 1979 року, морський лід Землі щорічно наноситься на карту за допомогою супутникових записів, що вимірюють коливання морського льоду на обох полюсах.

Майбутнє Арктики завжди було простим і похмурим: постійне зменшення крижаного покриву на понад 12% кожного десятиліття.

Однак на протилежному кінці планети Антарктика, здавалося, перемагала всі труднощі. До 2015 року площа льоду в Антарктиці не лише не зменшувалася, але дещо зростала, а у 2014 році досягла історичного максимуму. Це означає, що коли у 2016 році настало стрімке падіння, вчені не були впевнені, чи спостерігають вони випадкову подію чи зловісне, фундаментальне усунення.

"Цілком можливо, що те, що відбувається за останні сім років, може продовжуватися", - сказав в інтерв'ю Live Science Мартін Зігерт, гляціолог, який очолював дослідження зменшення морського льоду в Антарктиці.

Ключовим фактором швидкого танення Арктики є процес, який називається зворотним зв'язком поверхневого альбедо. Коли морський лід тане, він відкриває темні води, що поглинають більше сонячних променів. Ця порочна інверсія ефекту альбедо перетворила Арктику з холодильника на радіатор, і тепер вона нагрівається в чотири рази швидше за інший світ.

"Якщо ми почнемо втрачати морський лід щороку, і в Антарктиці проходитиме той самий процес, що і в Арктиці, то Антарктика нагріватиметься прискореними темпами. Це буде катастрофою для планети", - сказав Зігерт.

Раніше вчені мали надію, що складна система Антарктиди тимчасово стабілізує глобальний клімат. Тепер ця надія згасла.

Знайдено перший доказ того, що зміна системи морського льоду в Антарктиці не була випадковою подією: У 2015 році Південний океан почав тепліти на глибинах від 100 до 200 метрів і з тих пір залишається теплим.

Оскільки втрата морського льоду зазвичай відбувається в регіонах з високим рівнем потепління океану, останнє змінило спосіб взаємодії атмосфери і океану для формування льоду, перевівши антарктичну систему в новий стан. Саме ця зміна, за словами Пурича, спричинила торішній рекордно низький рівень.

І нова Антарктика поводиться інакше. До очевидного зсуву був ніякого зв'язку між морським льодом, виявленим під час літнього мінімуму, і льодом, виявленим під час зимового максимуму. Тепер вони тісно пов'язані між собою.

Що буде далі?

Безпосередні наслідки зменшення морського льоду антарктичного вже відчутні. Наприклад, черговий спад спричинив масову загибель пташенят імператорських пінгвінів у Західній Антарктиді, і вчені очікують, що наступного разу загине ще більше пташенят. Також два роки тому Східна Антарктида пережила найбільшу за всю історію спостережень хвилю спеки, коли температура піднялася до показника на 40 градусів за Цельсієм вище за норму.

Прогнозується також, що глибоководні океанічні течії, що оточують Антарктиду, і вже сповільнилися на 30% з 1990-х років уповільняться ще на 40% до 2050 року.

Незважаючи на прискорену реакцію, викликану зворотним зв'язком альбедо, вчені обережні, щоб не називати зменшення антарктичного морського льоду незворотним переломним моментом.

"Якщо трохи похолодає, морський лід може знову замерзнути", - кажуть вчені.

Однак найбільше занепокоєння викликає те, що недолік морського льоду може спричинити інші, більш тривалі переломні моменти в регіоні.

"За відсутності морського льоду океанська хвиля може розбити шельфові льодовики швидше, ніж це сталося б інакше", - сказала Пурич. "Щойно шельфові льодовики відколяться, сухопутний лід, що підтримується ними, може сповзти в океан".

Якби тільки Західно-Антарктичний льодовиковий щит розпався і розтанув у морі, це призвело б до збільшення рівня світового океану приблизно на 3,4 м-коду.

Ослаблення океанічної циркуляції, викликаної Антарктикою, може також прискорити зникнення ключових океанічних течій, таких як Атлантична меридіональна циркуляція, що перекидається (АМОЦ), що допомагає підтримувати помірний клімат у Північній півкулі.

Нещодавно тривожні дослідження зазначили зниження сили АМОК. Якщо океанічна течія ослабне так само, як під час останнього льодовикового періоду, наприклад, температура в Європі та Північній Америці може впасти на 9 градусів Цельсія (5°C) протягом десятиліття.

Час та наслідки цих вторинних моментів стали життєво важливими питаннями. Однак, незважаючи на згоду на помітний вплив кліматичних змін, складність Антарктиди, нестача історичних даних та труднощі з отриманням фінансування для їх збору роблять точні прогнози складними.

"Антарктика складна. Її важко моделювати, її дуже важко виміряти. Важко навіть дістатися туди. Але зараз існує великий дослідницький імпульс, щоб сказати: "Слухайте, нам потрібно робити більше", - розповіла Керолайн Холмс, полярна дослідниця Британської антарктичної служби.

Тим часом, очевидний рецепт для наших хворих планетарних систем все ще залишається в силі: термінове і глибоке скорочення глобальних викидів CO2, сказав Зігерт.

"Єдиний шлях уперед - це декарбонізація. Але навіть якщо проводити її якнайшвидше, це не означає, що ми не застанемо можливих найгірших результатів", - сказав Зігерт.

Кліматологи стурбовані тим, що низький рівень морського льоду може бути початком зміни режиму та мати драматичні наслідки для клімату.