enorma hål i Antarktis vinterispaket har dykt upp sporadiskt sedan 1970-talet, men orsaken till deras bildning har varit till stor del mystisk.
forskare, med hjälp av flytande robotar och tekniskt utrustade tätningar, kan nu ha svaret: de så kallade polynyas (ryska för ”öppet vatten”) verkar vara resultatet av stormar och salt, finner ny forskning.
Polynyas har fått mycket uppmärksamhet nyligen eftersom två mycket stora öppnade i Weddellhavet 2016 och 2017; i det senare fallet sträckte det öppna vattnet över 115 097 kvadratkilometer (298 100 kvadratkilometer), enligt en artikel som publicerades i April i tidskriften Geophysical Research Letters.
nu visar den mest omfattande blicken någonsin på havsförhållandena under polynya-formationen att dessa sträckor av öppet vatten växer på grund av korta klimatvariationer och särskilt otäckt väder. Polynyas släpper också ut mycket djuphavsvärme i atmosfären, med konsekvenser som forskare fortfarande tränar.
”det kan ändra vädermönster runt Antarktis,” studieledare Ethan Campbell, doktorand i oceanografi vid University of Washington, berättade Live Science. ”Möjligen längre.”
observera det öppna havet
forskare misstänkte redan att stormar hade någon roll i skapandet av polynyas de senaste åren. Ett papper som publicerades i April av atmosfäriska forskare i Journal of Geophysical Research: atmosfärer pekade på en särskilt våldsam storm med vindhastigheter upp till 72 miles per timme (117 kilometer per timme) 2017.
men även om vinterstormarna 2016 och 2017 var extrema, är stormiga hav normen i Antarktis vintern, sa Campbell.
” om det bara var stormar skulle vi se polynyas hela tiden, men det gör vi inte”, sa han. Istället är stora polynyas relativt sällsynta. Det fanns tre stora 1974, 1975 och 1976, men inget betydande igen förrän 2016.
Campbell och hans team drog data från två robotiska, mänskliga storleksflottor som användes i Weddellhavet av National Science Foundation-finansierade Southern Ocean Carbon and Climate Observations and Modeling project (SOCCOM). Flottörerna driver i strömmarna ungefär en mil under havets yta, sa Campbell och samlade in data om vattentemperatur, salthalt och kolinnehåll.
för jämförelseändamål använde forskarna också observationer året runt från Antarktis forskningsfartyg och till och med vetenskapliga sälar-vilda pinnipeds utrustade med små instrument för att samla in havsdata när djuren utför sina vanliga resor.
stormiga hav
tillsammans förklarade dessa observationer hela historien om 2016 och 2017 polynyas. Den första ingrediensen, Campbell sa, var en del av ett klimatmönster som heter Southern Ringular Mode, den polära versionen av El ni Actusco. Cambell sa att en vanlig klimatvariation som kan bära vindar antingen längre från Antarktis kust, i vilket fall de blir svagare, eller närmare kusten, blir starkare. När variationen skiftar vindarna närmare och starkare, det skapar mer uppvällning av varmt, saltvatten från djupt i Weddellhavet till den kallare, fräschare havsytan.
detta klimatmönster och efterföljande uppvällning gjorde havsytan ovanligt saltlösning 2016, sa Campbell, vilket i sin tur gjorde det lättare för havsvattnet att blandas vertikalt. Vanligtvis håller skillnader i salthalt havslagren separata, precis som mindre tät olja flyter ovanpå vatten och vägrar att blanda. Men eftersom havsytan var ovanligt Salt var det mindre skillnad mellan ytan och djupare vatten.
”havet var ovanligt salt vid ytan, och det gjorde barriären att blanda mycket svagare”, sa Campbell.
nu var allt havet som behövdes lite rörelse. Och vintrarna 2016 och 2017 gav skeden. Stora stormar skapade vind och vågor som blandade vattnet vertikalt och tog upp varmt vatten från havsbotten som smälte havsisen.
effekterna av polynyas som bildades är fortfarande något mystiska. Forskarna fann att det inre av havet under dem kyldes av 0,36 grader Fahrenheit (0,2 grader Celsius). Den släppta värmen kan förändra lokala vädermönster och till och med skifta vindar globalt, sa Campbell.
mer om, sade han, är att det djupa havsvattnet som utsätts för atmosfären under en polynya är potentiellt kolrik. Djupa Antarktiska vatten är kyrkogårdarna för marint liv, som släpper ut kol när de förfaller. Om det kolet kommer in i atmosfären via polynyas, kan dessa öppna vattenöppningar bidra något till klimatförändringen, sa Campbell.
huruvida polynyas gör det är fortfarande uppe i luften, Sa Campbell, men den nya studien borde hjälpa forskare att fastställa mer detaljer om Antarktis förändrade klimat. Nuvarande modeller av Antarktis verkar förutsäga mer polynyas än vad som faktiskt existerar, sa Campbell. Nu kommer klimatmodellerare att ha mer data för att förbättra dessa förutsägelser, vilket skapar en bättre virtuell Antarktis för att förstå klimatförändringar.
forskningen dök upp den 10 juni i tidskriften Nature.
- foton: dykning under Antarktis Ross Ice Shelf
- i foton: Antarktis Larsen C Ice Shelf genom tiden
- isiga bilder: Antarktis kommer att förvåna dig i Otroliga Flygvyer
ursprungligen publicerad på Live Science.
Senaste nytt