Rozpad lodowców szelfowych Półwyspu Antarktycznego

Położenie Półwyspu Antarktycznego (po lewej) oraz lodowca szelfowego Larsen C oraz dawnego położenia lodowców Larsen A i B. PSA Arctowski - Polska Stacja Antarktyczna na Wyspie Króla Jerzego. Źródło: Google Earth.

Położenie Półwyspu Antarktycznego (po lewej) oraz lodowca szelfowego Larsen C z nieistniejącymi już lodowcami Larsen A i B (po prawej). PSA Arctowski – Polska Stacja Antarktyczna na Wyspie Króla Jerzego. Źródło: Google Earth.

Półwysep Antarktyczny to obszar, w którym temperatura powietrza rośnie najszybciej na świecie (średnio 0,5°C na dekadę). Razem z nią podgrzewane są też okoliczne morza, a na powierzchni lodowców wzmaga się topnienie, co dla lokalnych lodowców stanowi – bez cienia przesady – śmiertelne zagrożenie.

Z gór na półwyspie spływają strumienie lodu (nazwijmy je lodowcami dopływowymi), które docierając do morza formują na nim pływającą, grubą na setki metrów półkę lodu – to tzw. lodowce szelfowe, bardzo powszechne na Antarktydzie. Lodowce szelfowe mają od góry kontakt z atmosferą, a od spodu z oceanem, a więc w odróżnieniu od normalnych lodowców mogą intensywnie topnieć z obu stron. To m.in. dlatego są szczególnie wrażliwe na zmiany klimatyczne i oceaniczne. Wiele z nich rozpadło się już w XX wieku.

Lodowiec szelfowy - przekrój

Schematyczna morfologia lodowca szelfowego – przekrój podłużny. Lodowiec szelfowy unosi się na wodzie, a głębokie pęknięcia powodują powstawanie dużych gór lodowych.

Mechanizm dezintegracji lodowców szelfowych jest skomplikowany i dopiero poznawany, ale z pewnością łączy w sobie czynniki klimatyczne, oceaniczne i glacjologiczne. Destabilizację może spowodować zanik pokrywy śnieżnej, która działałaby jak gąbka i pochłaniała wodę roztopową. Bez niej woda gromadzi się na powierzchni lodu, tworzy jeziora i wypełnia pęknięcia, które następnie przegłębia osłabiając lodowiec (Kuipers Munneke i in. 2014). Wzrost temperatury powietrza i oceanu powoduje poza tym zwiększone topnienie zarówno od wierzchu, jak i od spodu lodowców szelfowych.

Mechanizm inicjujący osłabianie lodowców szelfowych: a - lodowiec szelfowy pokryty jest porowatą pokrywą śnieżną, która magazynuje ewentualną wodę roztopową; b - brak pokrywy śnieżnej powoduje przenikanie wody do szczelin i ich przegłębianie. Za: Kuipers Munneke i in. 2014.

Mechanizm inicjujący osłabianie lodowców szelfowych: a – lodowiec szelfowy pokryty jest porowatą pokrywą śnieżną, która magazynuje ewentualną wodę roztopową; b – brak pokrywy śnieżnej powoduje przenikanie wody do szczelin i ich przegłębianie. Za: Kuipers Munneke i in. 2014.

Największy lodowiec szelfowy Półwyspu Antarktycznego, Larsen C, ma przeciętną grubość 150-200 m i powierzchnię ok. 50 tys. km2 – tyle co województwa mazowieckie i świętokrzyskie razem wzięte. Jest ocalałym trzonem dawnego Lodowca Szelfowego Larsena, który jeszcze na początku lat 1990. rozciągał się o 200 km dalej na północ niż dziś. Lodowce Szelfowe Larsen A i B niemal przestały istnieć po ich spektakularnym rozpadzie na tysiące okruchów odpowiednio w 1995 i 2002 roku, a niewielki ocalały fragment lodowca Larsen B ma rozpaść się w przeciągu najbliższych lat. Lodowiec szelfowy Larsen C wydawał się przez lata być stabilnym (Glasser i in. 2009, Jansen et al. 2010), lecz najnowsze głośne badania pod kierownictwem Paula Hollanda z British Antarctic Survey (BAS) sugerują coś zupełnie innego (Holland i in. 2015). Pracę opublikowano w maju w czasopiśmie The Cryosphere.

Rozpad lodowca szelfowego Larsen B w 2002 roku. Fot. NSIDC/NASA.

Rozpad lodowca szelfowego Larsen B w 2002 roku. Fot. NSIDC/NASA.

Larsen C chudnie

Od lat obserwowano, że Larsen C bardzo powoli obniża swoją powierzchnię, niejako zanurza się w głębinach. Holland i jego koledzy określili tempo tego zjawiska na blisko 7 cm na rok. Aż do teraz nikt nie był w stanie jednoznacznie stwierdzić dlaczego tak się dzieje i co dokładnie dzieje się z lodowcem. Dla unoszącego się na wodzie lodowca szelfowego efekt taki tłumaczyłyby trzy scenariusze: kompakcja śniegu w podobnym tempie co samo obniżanie, topnienie lodu od spodu w tempie ok. 10x wyższym lub kombinacja obu tych procesów.

Międzynarodowy zespół Hollanda przeanalizował dane z okresu 15 lat zebrane przy użyciu satelitów i 8 kampanii sondowań radarowych. Grupa odkryła, że w spadku grubości tego lodowca szelfowego biorą udział dwa różne procesy. To co jest najciekawsze w pracy, to pierwsze w historii ilościowe określenie ich roli w obserwowanym obniżaniu powierzchni Larsena C, a także próba określenia jego stabilności.

Z badań wynika, że ze starego śniegu na powierzchni Larsena C (tzw. firnu) ubywa powietrza, co powoduje że ten osiada przypominając nieco nieszczelny balon. Proces ten zachodzi w średnim tempie ok. 4 cm rocznie i jest związany albo z niską akumulacją śniegu, albo z jego wzmożonym topnieniem, albo z jego kompakcją. Zanik pustek powietrznych w pokrywie śnieżnej (lub zanik samej pokrywy) znacząco ogranicza możliwości retencji wody roztopowej, a bez niej woda gromadzi się na powierzchni lodu, wnika w pęknięcia i je przegłębia.

Po drugie, stwierdzono znaczące straty samego lodu (średnio 28 cm na rok), które mogą być spowodowane przez topnienie od spodu poprzez ciepłą wodę wdzierającą się pod lodowiec i/lub rozciąganie lodu przez znaczące zmiany prędkości płynięcia wzdłuż i w poprzek jego osi. Mimo, że straty lodu są znacznie wyższe niż odpowietrzanie firnu, to uwzględniając zjawisko wyporności oba te procesy mają bardzo podobny udział w obniżaniu powierzchni i osłabianiu tej pływającej lodowej platformy.

Istotną konsekwencją szybszego topnienia jest recesja czoła Larsena C. Jego północna część jest zakotwiczona na niewielkim podwodnym grzbiecie, który powoduje wyraźne wybrzuszenie jego powierzchni nazywane Bawden Ice Rise. Zakładając średnie tempo utraty lodu (0,28 m/rok), całkowite odczepienie Larsena C od stabilizującego go grzbietu nastąpiłoby w przeciągu maksymalnie 130 lat. Jednak nawet częściowe odłączenie może znacznie szybciej zdestabilizować tę część czoła Larsena C.

Na południu lodowca rozwija się z kolei wielkie pęknięcie (tzw. ryft), szeroki na setki metrów, który w latach 2011-2015 wydłużył się o 30 km. W razie jego propagacji przez cały lodowiec, od Larsena C oderwie się ogromna góra lodowa o powierzchni 5-6 tysięcy km2 (Jansen et al. 2015). Bardzo prawdopodobne, że poważnie zagrozi to stabilności całego lodowca szelfowego.

Potencjalne skutki zachodzących zmian

Wspomniane wyżej procesy powodują, że wbrew wcześniejszym analizom Larsen C jest potencjalnie niestabilny, choć badania grupy Hollanda są obarczone sporą dozą niepewności. Wbrew większości doniesień prasowych autorzy badań są dalecy od przewidywania konkretnych dat rozpadu Larsena C. Z artykułu wynika, że najpewniej nastąpi to w przeciągu wieku, ale przy najmniej korzystnym splocie wydarzeń Larsen C może się rozpaść w ciągu zaledwie kilku lat, np. gdyby ryft na południu i odkotwiczenie grzbietu na północy rozwijały się szybciej niż minimalistyczne tempo, które w artykule zakładano.

Góry lodowe odrywające się od krawędzi lodowca szelfowego Larsen C. Fot. NASA/GSFC/Jefferson Beck, CC-BY-2.0

Rozpad lodowców szelfowych oznacza dramatyczne zmiany dla lokalnych mórz, w tym dla ekologii. Istnienie lodowego dachu, który przez tysiące lat nie dopuszczał do głębin żadnego światła słonecznego, a także regulował zasolenie wody, powoduje całkowitą reorganizację łańcucha pokarmowego. Jednak przede wszystkim rozpad lodowców szelfowych wpływa na wzrost poziomu morza, choć pośrednio.

Zanik unoszącego się na wodzie lodowca szelfowego, nawet największego na Antarktydzie, nie wprowadza do morza nowej wody, bo już jest w wodzie zanurzony. Jego usunięcie sprawia jednak, że lądowe lodowce dopływowe, które dawniej dostarczały tworzywa do jego budowy, przyspieszają spływ do oceanu, co z kolei przyspiesza utratę ich masy i przyczynia się do wzrostu poziomu morza. Zjawisko to zaobserwowano po rozpadzie lodowców szelfowych Larsen A i B, a także w innych częściach Antarktydy.

Sytuacja lodowców na półwyspie Antarktycznym, nad którym atmosfera ociepla się najszybciej na świecie, może być zapowiedzią jeszcze większych katastrof glacjologicznych. Bliżej bieguna południowego położone są znacznie potężniejsze lodowce szelfowe. Ich potencjalny rozpad oraz konsekwentne przyspieszenie ich lodowców dopływowych może bardzo zmienić nasze szacunki globalnego wzrostu poziomu morza w nadchodzących dekadach. Na naszą niekorzyść.

Źródła:

Glasser i in. 2009. Surface structure and stability of the Larsen C ice shelf, Antarctic Peninsula. Journal of Glaciology, Vol. 55, No. 191, 2009

Holland i in. 2015. Oceanic and atmospheric forcing of Larsen C Ice-Shelf thinning. The Cryosphere, 9, 1005–1024, 2015. http://www.the-cryosphere.net/9/1005/2015/tc-9-1005-2015.html

Jansen i in. 2010. Present stability of the Larsen C ice shelf, Antarctic Peninsula. Journal of Glaciology, Vol. 56, No. 198, 2010. http://www.igsoc.org:8080/journal/56/198/j10J001.pdf

Jansen i in. 2015. Brief Communication: Newly developing rift in Larsen C Ice Shelf presents significant risk to stability. The Cryosphere, 9, 1223–1227, 2015. http://www.the-cryosphere.net/9/1223/2015/tc-9-1223-2015.html

Kuipers Munneke i in. 2014. Firn air depletion as a precursor of Antarctic ice-shelf collapse. Journal of Glaciology, Vol. 60, No. 220.

Reklamy

7 responses to “Rozpad lodowców szelfowych Półwyspu Antarktycznego

  1. whoah this weblog is wonderful i really like studying your posts.
    Stay up the good work! You already know, a lot of persons are looking round for this information,
    you could aid them greatly.

  2. Pingback: Niestabilność lądolodu morskiego – uchylona furtka do rozpadu Antarktydy zachodniej | Glacjoblogia·

  3. Pingback: O niestabilności lądolodów morskich | Glacjoblogia·

  4. Pingback: „Licealna” klasyfikacja lodowców – czy warto ją zmieniać? | Glacjoblogia·

  5. Pingback: Komentarz do doniesień o rozroście lądolodu Antarktydy | Glacjoblogia·

  6. Mam pytanie: do jakiej szerokości geograficznej są spotykane góry lodowe ? W filmie „Rapanui” góra lodowa pojawia się przy Wyspie Wielkanocnej, a zatem prawie na równiku. To chyba absurd ? Ze zdjęć satelitarnych tych ostatnio powstałych, gigantycznych gór lodowych wynika, że prawie się nie przemieszczają po oderwaniu.

  7. Góry lodowe Antarktydy mogą latami pozostawać w stabilnym położeniu. Dzieje się tak, ponieważ często wmarzają w lód morski lub zakotwiczają się na mieliźnie. Jeżeli jednak uda im się wyrwać poza Antarktykę lub Grenlandię, to w większości wytapiają się całkowicie po 1-3 latach osiągając dość często okolice 40 stopnia szerokości geograficznej. Ale rekordzistki docierały jeszcze znacznie bliżej równika, nawet w okolice Azorów czy Bermudy (32*N)! A to zaledwie kilka stopni dalej od równika niż wspomniana Wyspa Wielkanocna, więc nie powiedziałbym, że film jest absurdalny 😉

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s