Mit: Na Antarktydzie jest za zimno, żeby jej lody topniały

Na Antarktydzie jest za zimno, by jej lody topniały. „To co się liczy, to temperatury absolutne. W niektórych miejscach Antarktydy Wschodniej, gdzie według misji GRACE topnieją lodowce, średnia temperatura latem jest niższa niż minus 30°C i nigdy, przenigdy nie wzrasta do poziomu powyżej zera. Jak lód może topnieć w takich warunkach?” (Steve Goddard)

Lądolód nie topnieje, jak bałwan w trakcie odwilży, lecz zsuwa się do morza. Przyspieszony ruch lodowców Antarktydy sprawia, że akumulacja lodu nie równoważy już jego utraty. Stąd ubytek czapy lodowej w głębi kontynentu.

Lodowiec antarktyczny

Rysunek 1: Lodowiec antarktyczny, zdjęcie wykonane przez Jima Yungela podczas operacji IceBridge – kampanii pomiarowej NASA.

Lądolód Antarktydy to lodowce w ciągłym ruchu. Zbudowane w głębi kontynentu z nagromadzonego tam śniegu, wolno zsuwają się w kierunku oceanu. Blisko wody tracą swoją objętość, m.in. przez topnienie, parowanie lodu i cielenie się, czyli odrywanie kawałków lodowca z jego czoła (części przylegającej do oceanu).

Rysunek 2: Z lewej strony rysunek przedstawiający strefy akumulacji (przyrostu) i ablacji (tracenia masy) lodowca (źródło: www.physicalgeography.net), po prawej cielący się lodowiec.

By lodowiec był w równowadze, musi zsuwać się na tyle wolno, by akumulacja lodu równoważyła ubytek. Jednak lodowce Antarktydy przyspieszyły i sumarycznie lodu na Antarktydzie ubywa – mimo niskich temperatur wewnątrz kontynentu. Powodem są dwa zjawiska.

Po pierwsze woda wytopiona na powierzchni pokrywy lodowej pod działaniem słońca czy cieplejszych mas powietrza dociera szczelinami do podstawy lodowca. Tam działa jak smar, zwiększając prędkość ruchu lodowca (Bell 2008).

Po drugie, dochodzi do zmian warunków na czole lodowca - np. odrywają się lub tracą na grubości szelfy lodowe (masy lodu zanurzone w wodzie, spoczywające na dnie i podpierające lodowiec). Szelfy lodowe są jak „korki w butelkach” – hamują przepływ lodowców (płynących przez lądolód i wyprowadzających z niego lód). Kiedy usuwa się te „korki”, strumienie lodowe przyspieszają.

Antarktydę nęka problem nadmiernej prędkości lodowców – zsuwają się one tak szybko, że ze strefy akumulacji odpływa więcej lodu, niż przybywa z powodu opadu. Skutkiem tego lądolód Antarktydy traci na grubości (Bell 2008).

Marcin Popkiewicz na podstawie Skeptical Science, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski

Skrót na podstawie wersji pełnej: Marta Śmigowska

Chcesz dowiedzieć się więcej? Zobacz wyjaśnienie pełne.

Pokrywa lodowa Antarktydy jednak się kurczy. Lądolód spoczywa na dnie oceanicznym, gdzie jest podmywany przez coraz cieplejsze wody oceanu. Na brzegach kontynentu topnieją i odrywają się szelfy lodowe, w rezultacie czego zmniejszony opór zewnętrznej części lądolodu powoduje przyspieszony spływ lodowców z tych obszarów, gdzie lód się nie topi.

Lodowiec czy lądolód nie kostka lodu. To masa lodu na tyle duża, że w wskutek ciśnienia lód w dolnej części nabiera plastyczności i zaczyna pod wpływem grawitacji spływać ze wzniesień. Podobnie do wody w stanie płynnym, tylko dużo wolniej.

Lodowiec antarktyczny

Rysunek 1: Lodowiec antarktyczny, zdjęcie wykonane przez Jima Yungela podczas operacji IceBridge – kampanii pomiarowej NASA.

Lodowce przyrastają dzięki akumulacji śniegu i ponownemu zamarzaniu stopionej wcześniej wody. Tracą masę (co nazywa się ablacją) poprzez topnienie na powierzchni, topnienie podstawy, sublimację (parowanie lodu) i cielenie się, czyli odrywanie kawałków lodowca z jego czoła (odpływają one następnie jako góry lodowe - rysunek 2, po prawej). Przyrost pokrywy lodowej ma miejsce głównie w strefie akumulacji lodowca, a topnienie przede wszystkim w strefie ablacji (rysunek 2, po lewej).

Rysunek 2: Z lewej strony rysunek przedstawiający strefy akumulacji (przyrostu) i ablacji (tracenia masy) lodowca (źródło: www.physicalgeography.net), po prawej cielący się lodowiec.

Różnicę pomiędzy całkowitym przyrostem (akumulacją lodu) i utratą masy (ablacją) na przestrzeni określonego czasu nazywamy bilansem masy lodowca. Bilans masy zwyczajowo mierzy się na przestrzeni roku. Prędkość ruchu lodowca, dla której bilans masy wynosi 0 (czyli kiedy akumulacja lodu jest równa ablacji) nazywana jest prędkością bilansową (Balance Velocity) - rysunek 3.

Rysunek 3: (Po lewej) Prędkości bilansowe dla lodowców Antarktydy zgodnie z Bamber 2009. (Po prawej) Rzeczywiste prędkości dla całej pokrywy lodowej, zmierzone przez Rignot i Thomas 2002.

Poszczególne zatoki Antarktydy rzadko są w równowadze, stąd też rzeczywiste prędkości lodowców na całym obszarze kontynentu różnią się od ich prędkości bilansowych – niektóre są wyższe, a niektóre niższe (rysunek 3, po prawej).

Kiedy lodowiec jest w równowadze lub przemieszcza się ze swoją prędkością bilansową, jego wypadkowa masa nie zmienia się. Jednakże, kiedy prędkość ruchu lodowca przekracza prędkość bilansową, zaczyna on tracić lód. Bilans masy staje się ujemny i dochodzi do ubytku lodu netto. Właśnie przyspieszony ruch lodowców jest główną przyczyną tego, że sumarycznie lodu na Antarktydzie ubywa – mimo niskich temperatur wewnątrz kontynentu. Przyspieszenie ruchu lodowców powodują dwa mechanizmy.

Po pierwsze woda wytopiona z powierzchni pokrywy lodowej w obszarach wyższych temperatur dociera do podstawy lodowca. Tam działa jak smar, zmniejszając tarcie, a tym samym – zwiększając prędkość ruchu lodowca (Bell 2008).

Po drugie, dochodzi do zmian warunków na czole lodowca - np. odrywają się lub tracą na grubości szelfy lodowe podpierające lodowiec lub też przesuwa się granica, na której lodowce zaczynają unosić się na wodzie. Szelfy lodowe są jak „korki w butelkach” – hamują przepływ strumieni lodowych. Kiedy usunie się te „korki”, strumienie lodowe przyspieszają. Zjawisko to zaobserwowali Scambos i in. (2004) oraz Rignot i in. (2004): pierwsi za pomocą obserwacji wizualnych, drudzy – interferometrii radarowej.

Kiedy cofa się granica, na której lodowce zaczynają unosić się na wodzie (gdyż w cieplejszej wodzie lodowce intensywniej cielą się do oceanu oraz przyspiesza topnienie ich podstawy), słabną czynniki hamujące ruch lodowca - w wyniku tego lodowce przyspieszają powyżej prędkości bilansowej. Ze strefy akumulacji odpływa więcej lodu, niż przybywa z powodu opadu. Skutkiem tego lądolód w głębi Antarktydy traci na grubości (Bell 2008). Dowody potwierdzające, że to właśnie ocieplające się wody oceaniczne u wybrzeży Antarktydy Zachodniej przyczyniają się do ubytku lodu na Antarktydzie przedstawiono w pracy Shepherd, Wingham, Rignot (2002).

Marcin Popkiewicz na podstawie Skeptical Science, konsultacja merytoryczna: prof. Szymon P. Malinowski

Opublikowano: 2014-01-26 21:04
Tagi

Antarktyka lodowce mit o klimacie pomiary i obserwacje

Fundacja UW
Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień przeglądarki oznacza akceptację polityki cookies.