enorme gaten in het Antarctische winterijs zijn sinds de jaren 1970 sporadisch opgedoken, maar de reden voor hun vorming was grotendeels mysterieus.
wetenschappers, met behulp van drijvende robots en met technologie uitgeruste zeehonden, kunnen nu het antwoord hebben: de zogenaamde polynyas (Russisch voor “open water”) lijken het resultaat te zijn van stormen en zout, zo blijkt uit nieuw onderzoek.
Polynie ‘ s hebben de laatste tijd veel aandacht gekregen omdat in 2016 en 2017 twee zeer grote in de Weddell-Zee werden geopend; in het laatste geval, de open wateren strekte zich over 115.097 vierkante mijl (298.100 vierkante kilometer), volgens een artikel gepubliceerd in April in het tijdschrift Geophysical Research Letters.
nu blijkt uit de meest uitgebreide kijk ooit naar de oceaanomstandigheden tijdens de polynyaformatie dat deze stukken open water groeien als gevolg van klimaatschommelingen op korte termijn en bijzonder slecht weer. De polynya ‘ s geven ook veel diepzeewarmte vrij in de atmosfeer, met gevolgen die wetenschappers nog steeds uitwerken.
“het kan weerpatronen rond Antarctica veranderen,” vertelde studieleider Ethan Campbell, een doctoraatsstudent in oceanografie aan de Universiteit van Washington, aan Live Science. “Mogelijk verder.”
het observeren van de open oceaan
onderzoekers vermoedden al dat stormen in de afgelopen jaren een rol hebben gespeeld bij het ontstaan van polynyas. Een paper gepubliceerd in April door atmosferische wetenschappers in het Journal of Geophysical Research: atmosferen wees op een bijzonder hevige storm met windsnelheden tot 72 mijl per uur (117 kilometer per uur) in 2017.
maar hoewel de winterstormen van 2016 en 2017 extreem waren, zijn stormachtige zeeën de norm in de Antarctische winter, aldus Campbell.”If it were only storms, we’ d see polynyas all the time, but we don ’t,” he said. In plaats daarvan zijn grote polynyas relatief zeldzaam. Er waren drie grote in 1974, 1975 en 1976, maar niets belangrijks weer tot 2016.Campbell en zijn team maakten gegevens van twee robotachtige, menselijke drijvers die in de Weddell Sea werden ingezet door het door de National Science Foundation gefinancierde Southern Ocean Carbon and Climate Observations and Modeling project (SOCCOM). De drijvers drijven in de stromingen ongeveer een mijl onder het oppervlak van de oceaan, Campbell zei, het verzamelen van gegevens over watertemperatuur, zoutgehalte en koolstofgehalte.Voor vergelijkingsdoeleinden gebruikten de onderzoekers ook het hele jaar door waarnemingen van Antarctische onderzoeksschepen en zelfs wetenschappelijke zeehonden – wilde pinnipeds uitgerust met kleine instrumenten om oceaangegevens te verzamelen tijdens hun gebruikelijke reizen.
stormachtige zeeën
samen verklaarden deze waarnemingen het volledige verhaal van de polynyas van 2016 en 2017. Het eerste ingrediënt, zei Campbell, maakte deel uit van een klimaatpatroon dat de Zuidelijke ringvormige modus wordt genoemd, de polaire versie van El Niño. Cambell zei dat een regelmatige klimaatvariatie die winden kan dragen ofwel verder van de Antarctische kust, in welk geval ze zwakker, of dichter bij de kust, steeds sterker. Als de variabiliteit de wind dichterbij en sterker brengt, creëert het meer opwelling van warm, zout water van diep in de Weddell zee naar het koudere, frissere oceaanoppervlak. Dit klimaatpatroon en de daaropvolgende opwelling maakten het oceaanoppervlak in 2016 ongewoon zout, aldus Campbell, wat het op zijn beurt makkelijker maakte om het oceaanwater verticaal te mengen. Typisch, verschillen in zoutgehalte houden oceaanlagen gescheiden, net zoals minder dichte olie op water drijft en weigert te mengen. Maar omdat het oceaanoppervlak ongewoon zout was, was er minder verschil tussen het oppervlak en diepere wateren.”De oceaan was ongewoon zout aan het oppervlak, en dat maakte de barrière om te mengen een stuk zwakker,” zei Campbell.
het enige wat de oceaan nodig had was een beetje opschudding. En de winters van 2016 en 2017 zorgden voor de lepel. Grote stormen creëerden wind en golven die het water verticaal mengden, waardoor warm water uit de oceaanbodem kwam dat het zeeijs smolt.
de effecten van de gevormde polynyas zijn nog steeds enigszins mysterieus. De onderzoekers ontdekten dat het binnenste van de oceaan eronder afkoelde met 0.36 graden Fahrenheit (0,2 graden Celsius). Dat vrijgekomen warmte kan lokale weerpatronen veranderen en zelfs de wind wereldwijd verschuiven, zei Campbell.
meer zorgwekkend, zei hij, is dat de diepe oceaan water blootgesteld aan de atmosfeer tijdens een polynya potentieel koolstofrijk is. Diepe Antarctische wateren zijn de begraafplaatsen voor zeeleven, die koolstof afgeven als ze bederven. Als die koolstof via polynyas de atmosfeer binnenkomt, kunnen deze openingen in open water iets bijdragen aan klimaatverandering, zei Campbell.
of polynyas dat doen is nog steeds in de lucht, Campbell zei, maar de nieuwe studie zou wetenschappers moeten helpen meer details van Antarctica ‘ s veranderende klimaat vast te stellen. De huidige modellen van Antarctica lijken meer polynyas te voorspellen dan er werkelijk bestaan, zei Campbell. Klimaatmodellen zullen meer gegevens hebben om die voorspellingen te verbeteren, waardoor een beter virtueel Antarctica ontstaat om de klimaatverandering te begrijpen.
het onderzoek verscheen op 10 juni in het tijdschrift Nature.
- Photos: Diving Beneath Antarctica ‘S Ross Ice Shelf
- in Photos: Antarctica’ s Larsen C Ice Shelf Through Time
- Icy Images: Antarctica Will Amaze You in Incredible Aerial Views
oorspronkelijk gepubliceerd op Live Science.
Recent nieuws