Se topește Antarctica?

De Erik ConwayHistoric, NASA/Jet Propulsion Laboratory

În ultima vreme s-a vorbit mult despre Antarctica și despre faptul dacă uriașa calotă de gheață a continentului se topește sau nu. O nouă lucrare1, care afirmă că, în ultima vreme, topirea suprafeței a fost mai mică decât în anii trecuți, a fost citată ca „dovadă” că nu există o încălzire globală. Alte dovezi conform cărora cantitatea de gheață marină din jurul Antarcticii pare să fie în ușoară creștere2-4 sunt folosite în același mod. Însă ambele puncte de date sunt înșelătoare. Datele gravitaționale colectate din spațiu cu ajutorul satelitului Grace al NASA arată că Antarctica a pierdut mai mult de o sută de kilometri cubi (24 de mile cubice) de gheață în fiecare an începând cu 2002. Cele mai recente date arată că Antarctica pierde gheață într-un ritm accelerat, de asemenea. Cum este posibil ca topirea la suprafață să scadă, dar continentul să piardă totuși masă? Răspunsul se reduce la faptul că gheața poate curge fără să se topească.

Două treimi din Antarctica este un deșert înalt și rece. Cunoscută sub numele de Antarctica de Est, această secțiune are o altitudine medie de aproximativ 2 kilometri, mai mare decât platoul american Colorado. Sub toată această gheață se află un continent de mărimea Australiei; stratul de gheață așezat deasupra are o grosime medie de puțin peste 2 kilometri (1,2 mile). Dacă toată această gheață s-ar topi, ar crește nivelul global al mării cu aproximativ 60 de metri (197 de picioare). Însă deasupra Antarcticii de Est are loc o încălzire de suprafață foarte mică, sau chiar deloc. Datele satelitare bazate pe radare și lasere arată o mică pierdere de masă la marginile Antarcticii de Est, care este parțial compensată de acumularea de zăpadă în interior, deși un rezultat foarte recent al experimentului gravitațional Grace (Gravity Recovery and Climate Experiment) al NASA/German Aerospace Center sugerează că, începând din 2006, s-a pierdut mai multă gheață din Antarctica de Est decât se credea anterior5. În general, nu se întâmplă mare lucru în Antarctica de Est – încă.

Un Hawaii înghețat

Antarctica de Vest este foarte diferită. În loc de un singur continent, este o serie de insule acoperite de gheață – gândiți-vă la ea ca la un Hawaii înghețat, cu pinguini. Pentru că este un grup de insule, o mare parte din stratul de gheață din Antarctica de Vest (WAIS, în jargon) se află de fapt pe fundul Oceanului Sudic, nu pe uscat. Părți din ea se află la peste 1,7 kilometri sub nivelul mării. Insula Pine este cea mai mare dintre aceste insule, iar cel mai mare flux de gheață din Antarctica de Vest se numește Ghețarul Pine Island. WAIS, dacă s-ar topi complet, ar ridica nivelul mării cu 5 până la 7 metri (16 până la 23 de picioare). Iar ghețarul Pine Island Glacier ar contribui cu aproximativ 10 la sută din această creștere.

De la începutul anilor 1990, sateliții europeni și canadieni au colectat date radar din Antarctica de Vest. Aceste date radar pot dezvălui mișcarea gheții și, la sfârșitul anilor 1990, existau suficiente date pentru ca oamenii de știință să măsoare mișcarea anuală a ghețarului Pine Island. Utilizând informațiile radar colectate între 1992 și 1996, oceanograful Eric Rignot, de la Jet Propulsion Laboratory al NASA, a descoperit că „linia de împământare” a ghețarului Pine Island – linia dintre secțiunea plutitoare a ghețarului și partea ghețarului care se sprijină pe fundul mării – se retrăsese rapid spre uscat. Acest lucru însemna că ghețarul pierdea masă. El a atribuit această retragere încălzirii apelor din jurul Antarcticii de Vest6. Dar, având la dispoziție doar câțiva ani de date, nu a putut spune dacă retragerea a fost o anomalie naturală temporară sau o tendință pe termen mai lung cauzată de încălzirea globală.

Articolul lui Rignot a surprins multă lume. Ron Kwok, om de știință de la JPL, a văzut-o ca demonstrând că „vechea idee că ghețarii se mișcă foarte încet nu mai este adevărată”. Un rezultat a fost că mult mai mulți oameni au început să folosească datele radar pentru a examina mult mai mult din Antarctica. O analiză majoră publicată în 2009 a constatat că descoperirea ghețarului Pine Island Glacier de către Rignot nu fusese o întâmplare7: marea majoritate a ghețarilor marini din Peninsula Antarctică se retrăgeau, iar retragerea lor se accelera. Vara trecută, un grup britanic a revizuit descoperirea ghețarului Pine Island și a constatat că rata de retragere a acestuia s-a cvadruplat între 1995 și 20068.

Cum se prăbușește platoul de gheațăRetragerea ghețarilor din Antarctica de Vest este accelerată de prăbușirea platoului de gheață. Rafturile de gheață sunt partea unui ghețar care se extinde dincolo de linia de fundare spre ocean; ele sunt cele mai vulnerabile la încălzirea mărilor. O teorie de lungă durată în glaciologie este aceea că aceste rafturi de gheață tind să sprijine (să susțină peretele final al) ghețarilor, masa lor încetinind mișcarea gheții spre mare. Această ipoteză a fost confirmată de prăbușirea spectaculoasă a platoului Larsen B, de mărimea Rhode Island, de-a lungul marginii estice a Peninsulei Antarctice, în 2002. Dezintegrarea, care a fost surprinsă pe cameră de instrumentele de imagistică MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) ale NASA, aflate la bordul sateliților Terra și Aqua, a fost dramatică: a fost nevoie de doar trei săptămâni pentru a prăbuși o platformă de gheață veche de 12.000 de ani. În următorii câțiva ani, datele radar ale sateliților au arătat că unele dintre fluxurile de gheață care curg în spatele Larsen B au accelerat semnificativ, în timp ce altele, încă susținute de platforme de gheață mai mici, nu au făcut-o9. Acest proces dinamic de curgere a gheții care se scurge în jos spre mare este ceea ce permite Antarcticii să continue să piardă masă chiar dacă topirea suprafeței scade.

Michael Schodlok, un om de știință de la JPL care modelează modul în care interacționează platformele de gheață și oceanul, spune că topirea părții inferioare a platformei este o condiție prealabilă pentru aceste prăbușiri. Subțierea platoului de gheață reduce efectul de sprijinire a acestuia asupra ghețarului din spatele său, permițând accelerarea curgerii ghețarilor. Raftul mai subțire este, de asemenea, mai probabil să se fisureze. În timpul verii, bălțile de apă de topire de la suprafață se pot scurge în fisuri. Deoarece apa lichidă este mai densă decât gheața solidă, o cantitate suficientă de apă de topire la suprafață poate deschide fisurile mai adânc în gheață, ceea ce duce la dezintegrarea platoului. Oceanele din jurul Antarcticii s-au încălzit10, așa că Schodlok nu se îndoiește că platformele de gheață sunt subminate de apa mai caldă adusă din adâncuri. Dar el admite că acest lucru nu a fost dovedit în mod riguros, deoarece sateliții nu pot măsura sub gheață.

Glaciologul Robert Bindschadler de la Centrul Goddard Space Flight Center al NASA intenționează să demonstreze tocmai acest lucru. El conduce o expediție programată să înceapă în 2011 pentru a fora prin ghețarul Pine Island și a plasa o baliză automată în apa de sub el. Potrivit lui Bindschadler, Ghețarul Pine Island „este locul unde trebuie să mergem pentru că acolo sunt cele mai mari schimbări. Dacă vrem să înțelegem modul în care oceanul influențează stratul de gheață, trebuie să mergem acolo unde acesta lovește stratul de gheață cu un baros, nu cu un mic ciocan cu pioneze.”

Între timp, măsurătorile efectuate de sateliții Grace confirmă faptul că Antarctica pierde masă (Figura 1)11. Isabella Velicogna de la JPL și Universitatea din California, Irvine, folosește datele Grace pentru a cântări stratul de gheață din Antarctica din spațiu. Munca ei arată că stratul de gheață nu numai că pierde masă, dar o pierde într-un ritm accelerat. „Mesajul important este că nu este o tendință liniară. O tendință liniară înseamnă că ai aceeași pierdere de masă în fiecare an. Faptul că nu este liniară, aceasta este ideea importantă, că pierderea de gheață crește în timp”, spune ea. Ea subliniază că nu doar datele Grace arată o pierdere accelerată, ci și datele radar. „Nu este vorba doar de un singur tip de măsurători. Este o serie de măsurători independente care dau aceleași rezultate, ceea ce o face mai robustă.”

1 Marco Tedesco și Andrew J. Monaghan, „An updated Antarctic melt record through 2009 and its linkages to high-latitude and tropical climate variability,” Geophys. Res. Lett. 36, L18502 (2009).

2 http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/ IMAGES/ current.anom.south.jpg

3http://www.sciencedaily.com/releases/ 2009/ 04/090421101629.htm

4http://nsidc.org/seaice/characteristics/ difference.html

5 J. L. Chen et al., „Accelerated Antarctic ice loss from satellite gravity measurements,” Nat. Geosci. 2, 859-862 (2009).

6 E.J. Rignot, „Fast Recession of a West Antarctic Glacier, Science 281, 549-551 (1998).

7P.A. Mayewski, et.al., „State of the Antarctic and Southern Ocean Climate System,” Rev. Geophys. 47, 1-38 (2009).

8 D. J. Wingham et.al., „Spatial and Temporal Evolution of Pine Island Glacier thinning, 1995-2006”, Geophys. Res.Lett. 36, L17501 (2009).

9 E. Rignot et.al., „Accelerated ice discharge from the Antarctic Peninsula following the collapse of Larsen B ice shelf,” Geophys. Res. Lett. 31, L18401 (2004).

10R. M. Robertson et al., „Long term temperature trends in the deep waters of the Weddell Sea”, Deep Sea Research 49, 21, 4791-4806 (2002); http://condor.pems.adfa.edu.au/FD-Course/webpage/longterm.pdf.

11Isabella Velicogna, „Increasing rates of ice mass loss from the Greenland and Antarctic ice sheets revealed by GRACE,” Geophys. Res. Lett. 36, L19503 (2009).

12 J. H. Mercer, „West Antarctic ice Sheet and CO2 Greenhouse Effect-Threat of Disaster,” Nature 271 (5643), 321-325 (1978).

13 R. Kwok & D.A. Rothrock, „Decline in Arctic sea ice thickness from submarine and ICESat records: 1958 – 2008,” Geophys. Res. Lett. 36, L15501 (2009).