California Üniversitesi, Irvine ve NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı’ndaki araştırmacılar, Antarktika buz raflarının altında agresif erimeye neden olan fırtına benzeri dolaşım modellerini belirlediler ve bu durum küresel deniz seviyesi artış tahminleri için önemli sonuçlar doğurdu.
Yakın zamanda yayınlanan bir makalede Doğa JeolojisiBilim adamları, çalışmalarının, okyanus kaynaklı buz rafı erime olaylarını, mevsimsel veya yıllık zaman dilimlerine karşı yalnızca günlerden oluşan bir hava durumu zaman çizelgesinden inceleyen ilk çalışma olduğunu söylüyor. Bu, Batı Antarktika’daki iklim değişikliği tehdidi altındaki Amundsen Denizi Gömme’deki Thwaites Buzulu ve Pine Adası Buzulu’ndaki yoğun buz erimesiyle “okyanus fırtınası” aktivitesini eşleştirmelerine olanak sağladı.
Araştırma ekibi, Antarktika’daki engin okyanus ve devasa yüzen buz tabakaları bağlamında çok küçük olan, 1 ila 10 kilometre çapındaki alt-orta ölçekli okyanus özelliklerinin 200 metre çözünürlüklü resimlerini elde etmek için iklim simülasyon modellemesine ve demirli gözlem araçlarına güvendi.
Alt ölçek fırtınaları erimeyi nasıl tetikliyor?
UC Irvine Dünya sistemi bilimi ve NASA JPL araştırma ortağı alanında doktora sonrası araştırmacı olan başyazar Mattia Poinelli, “Aynı şekilde kasırgalar ve diğer büyük fırtınalar dünyanın dört bir yanındaki savunmasız kıyı bölgelerini tehdit ediyor, açık okyanustaki alt-ölçekli özellikler buz raflarına doğru yayılarak önemli hasara neden oluyor” dedi.
“Alt ölçekler, sıcak suyun buzun altındaki boşluklara girmesine ve onları aşağıdan eritmesine neden oluyor. Süreçler, Amundsen Deniz Gömmesinde yıl boyunca her yerde mevcut ve denizaltı erimesine önemli bir katkıda bulunuyor.”
Poinelli, kendisinin ve meslektaşlarının alt-ölçekli hareket ile okyanus kaynaklı erime arasında olumlu bir geri bildirim döngüsü tespit ettiklerini söyledi: Daha fazla buz rafı erimesi, daha fazla okyanus türbülansı yaratıyor ve bu da daha fazla buz rafı erimesine neden oluyor.
“Buz boşluğu içindeki alt ölçek aktivitesi, denizaltı erimesinin hem nedeni hem de sonucu olarak hizmet ediyor” diye açıkladı. “Erime, bu fırtına benzeri okyanus özelliklerini yoğunlaştıran dengesiz erimiş su cepheleri yaratıyor ve bu da daha sonra yukarı doğru dikey ısı akışları yoluyla daha da fazla erimeye neden oluyor.”
Etkiler, gözlemler ve gelecekteki riskler
Çalışma, bu geçici, yüksek frekanslı süreçlerin, tüm mevsimsel döngü boyunca toplam denizaltı erime değişiminin neredeyse beşte birini oluşturduğunu buldu. Aşırı olaylar sırasında, bu yapılar buz cepheleriyle çarpışıp buz tabanının altına nüfuz ettiğinden, denizaltı erimesi saatler içinde üç kata kadar artabilir.
Sayısal bulgular, yakınlardaki demirleme yerlerinden ve Antarktika’nın başka bir bölgesinde konuşlandırılan şamandıralardan elde edilen yüksek çözünürlüklü gözlemsel verilerle yakından uyumludur; bu veriler, çalışmada açıklanan aşırı erime olaylarıyla benzer büyüklük ve zaman ölçeklerine sahip derinliklerde farklı aralıklı ısınma ve artan tuzluluk olaylarını göstermektedir.
Poinelli, “Crosson ve Thwaites buz rafları arasındaki bölge alt-ölçekli bir sıcak noktadır” dedi. “Thwaites buz sahanlığının yüzen dili ve sığ deniz tabanı, alt-ölçekli aktiviteyi artıran topografik bir bariyer görevi görüyor ve bu alanı özellikle savunmasız hale getiriyor.”
Sonuçlar, Dünya’nın iklimindeki değişiklikler ışığında daha da aciliyet kazanıyor. Batı Antarktika Buz Levhası çökerse küresel deniz seviyesini 3 metreye kadar yükseltebilir. Araştırma, daha sıcak sular, daha uzun polinya (buzla çevrelenmiş geniş bir açık su alanı) dönemleri ve daha az deniz buzu kaplaması içeren gelecek senaryolarında, bu enerjik alt-orta ölçekli cephelerin daha da yaygın hale gelebileceğini ve buz rafı istikrarı ve küresel deniz seviyesinin yükselmesi üzerinde geniş kapsamlı etkileri olabileceğini öne sürüyor.
Bu bulgular gelecek için neden önemli?
Poinelli, “Bu bulgular, buz-okyanus etkileşimleri bağlamında büyük ölçüde göz ardı edilmesine rağmen, alt-ölçekteki ince okyanus özelliklerinin, buz kaybının ana etkenleri arasında olduğunu gösteriyor” dedi. “Bu, deniz seviyesi yükselişinin daha kapsamlı ve doğru tahminleri için bu kısa vadeli, ‘hava durumuna benzer’ süreçlerin iklim modellerine dahil edilmesi gerekliliğinin altını çiziyor.”
Kariyerinin başındaki araştırma ekibine kutup buzları ve okyanus etkileşimleri hakkında tavsiye ve uzmanlık sağlayan UC Irvine Dünya sistem bilimi profesörü Eric Rignot şunları söyledi: “Bu çalışma ve bulguları, okyanus altı süreçleri ve ilgili dinamikleri ölçebilen gelişmiş okyanus robotları da dahil olmak üzere daha iyi gözlem araçlarının finanse edilmesi ve geliştirilmesine yönelik acil ihtiyacı vurgulamaktadır.”
Bu projede Poinelli’ye San Diego’daki California Üniversitesi’nden Scripps Oşinografi Enstitüsü’nden Lia Siegelman; ve Dartmouth Koleji’nden Yoshihiro Nakayama.
