Lodowiec Thwaites, okrzyknięty szumnie „Lodowcem zagłady” jeszcze mieszkańcom nisko położonych wybrzeży na kontynentach i na wyspach nie zagrozi. Jeszcze nie w tym wieku. Tak pewnie uspokajają najnowsze prognozy naukowe dzięki skrupulatnie przeprowadzonym symulacjom najnowszych modeli pokrywy lodowej.
W badaniach zmian klimatu dużym czynnikiem niepewności są pokrywy lodowe Grenlandii i Antarktydy. Naukowcy nie wiedzą dokładnie jak ich utrata masy lodowej, topnienie czy też zawalenie się ich lodowców szelfowych (jak np. Thwaites na Antarktydzie Zachodniej) może wpłynąć na dalszy wzrost poziomu morza.
Przód pływającego lodowca szelfowego Thwaitesa ma miejscami ponad 60 metrów wysokości. Bliżej lądu staje się wyższy. James Yungel/NASA Icebridge 2012
Lodowiec Thwaites groźny dla mieszkańców nisko położonych wybrzeży morskich. Ale teraz jeszcze się nie zawali
Lodowiec szelfowy Thwaites ma ogromny rozmiar na Antarktydzie. Jego pokrywa lodowa wynosi około 192 000 kilometrów kwadratowych). Jest to obszar większy niż stan Floryda w USA. Obecnie ma on 4 proc. wkładu w światowy wzrost poziomu morza.
Na powierzchni wznosi się on od wybrzeża ku górze w głąb kontynentu. A pod spodem opada poniżej dna morskiego w dół niecki kontynentalnej.
Zawalenie się tego lodowca mogłoby znacząco podnieść poziom morza i zagrozić wielu nisko położonym wybrzeżom kontynentalnym oraz wyspowym. Naukowcy od lat ostrzegają. Ostatnie badanie wskazuje jednak, ze to jeszcze teraz się nie stanie. Nie w tym wieku.
Dwa czynniki katastroficzne. Jeden z nich prawdopodobnie nie wystąpi w tym wieku
Jeśli chodzi o przyszłość lodowców szelfowych na Antarktydzie Zachodniej, w ostatnim raporcie IPCC badacze wzięli pod uwagę dwa główne czynniki, które mogą doprowadzić do katastrofy. Są nimi
- MISI (niestabilność morskiej pokrywy lodowej)
- MICI (niestabilność morskich klifów lodowych)
Zawalenie się MISI i MICI wiąże się ze znaczącym podniesieniem się poziomu morza, a przy tym z zalaniem wielu nisko położonych wybrzeży kontynentalnych i wyspowych.
W swojej publikacji naukowej Mathieu Gorlighem ze swoimi współpracownikami podkreślili, ze pierwszy czynnik MISI jest nadal aktualnie niebezpieczny dla bytu lodowca Thwaites.
Np. Na powierzchni lód antarktyczny nie ulega tak gwałtownemu topnieniu jak grenlandzki. Jednak wody oceaniczne – z powodu globalnego ocieplenia – są coraz cieplejsze. W interakcji lód-ocean ciepłe prądy oceaniczne przedostają się coraz bardziej pod spód zanurzonych w wodzie szelfów lodowych i rozrzedzają lód od spodu. A to osłabia lód w głębi kontynentu. Czyli zmniejsza jego opór. Dlatego zdestabilizowywany lodowiec Thwaites przyspiesza na powierzchni spływ strumieni lodowych ku wybrzeżom gdzie jest jeszcze szelf lodowy.
Natomiast jeśli chodzi o drugi czynnik MICI, po dokładnej jego analizie, obecni badacze doszli do wniosku, że istnieje duże prawdopodobieństwo, że w tym wieku zawalenie się Thwaitesa jeszcze nam nie zagraża.
Rys. Topografia złoża Thwaitesa i modelowane pozycje frontów lodowych na potrzeby dwóch eksperymentów dotyczących zapadania się lodu. ( A ) Topografia dna lodowca pod lodowcem Thwaites i batymetria oceaniczna obok niego, biała linia wskazuje czoło lodu w 2015 r., a pomarańczowa linia wskazuje linię uziemienia w 2015 r. ( B ) Początkowa wyznaczona pozycja czoła lodu po zapadnięciu się szelfu lodowego w 2015 r. i po 100 latach symulacji nałożonych na topografię dna lodowca. Czarne linie „E” i „W” wskazują zasięg przekrojów wysokości klifu pokazanych na rys. 3. ( C ) Początkowa wyznaczona pozycja czoła lodu po 50 latach cofania się linii uziemienia i 20 latach później. Żródło: Mathieu Morlinghem/CC BY 4.0
Symulacja reakcji Zatoki Amundsena po zapadnięciu się lodu pływającego (szelfu lodowego) lodowca Thwaites
W uzasadnienie swoich tez za pomocą trzech modeli pokrywy lodowej o wysokiej rozdzielczości wykonali szczegółowe symulacje zmian w lodowcu Thwaites do końca XXI w. Zaobserwowali, że jego szelf lodowy będzie względnie stabilny do tego czasu.
Dodatkowo naukowcy postanowili przeprowadzić eksperyment z zasymulowaniem katastrofy. To znaczy, zastosowali do połowy XXI w. szybsze cofnięcie się linii gruntowania, czyli granicy kontaktu spodu lodowca (lądolodu) z dnem oceanu, w celu zawalenia się szelfu lodowego oraz odsłonięcia wyższego klifu. Okazało się jednak w symulacji, że szybkie przerzedzenie lodu oraz jego prędkość mają wpływ na zmniejszenie tempa cielenia się lodowca Thwaites.
Nowsza i dokładniejsza parametryzacja MICI jest mniej katastroficzna od uproszczonej starszej
W niniejszym badaniu porównano sprzed ośmiu lat mniej dokładną parametryzację jednego modelu w symulacji dwóch grenlandzkich lodowców z najnowszą parametryzacją trzech modeli w symulacji omawianego Thwaites.
Parametryzacja ma częste zastosowanie w naukach ścisłych. W tym w glacjologii, dotyczącej wpływu zmian klimatu na lodowce polarne. Jest to metoda naukowa polegająca na zastępowaniu procesów, które są zbyt małe lub złożone. W taki sposób aby można je było fizycznie przedstawić w badaniu np. lodowców.
W starszej pracy naukowej z 2015 r. David Pollard, Robert M. DeConto i Richard B. Alley z Instytutu Systemów Ziemi i Środowiska na Uniwersytecie Stanowym Pensylwanii zastosowali prostą parametryzację wysokości klifu uzyskaną z ograniczonych współczesnych obserwacji lodowców szelfowych:
- Sermeq Kujalleq (Jakobshavn Isbræ) na Grenlandii
- Crane na Półwyspie Antarktycznym
W tej parametryzacji osuwanie się klifów lodowych rozpoczyna się, gdy jego wysokość już przekracza 80 m nad poziomem morza. A gdy ich wysokość przekracza 100 m nad poziomem morza, szybkość ich cielenia się (procesu odrywania się od czoła lodowca brył lodu pod wpływem mocy ciężkości) osiąga maksymalną prędkość 10 m/dzień.
Na podstawie tej parametryzacji wspomniani badacze Pollard i DeConto w swoim artykule z 2016 r. stwierdzili, że do 2100 r. sama pokrywa lodowa Antarktydy przyczyniłaby się do wzrostu poziomu morza o 1 m. A do 2500 r. w scenariuszach wysokiej emisji gazów cieplarnianych (RCP 8.5 – według 5 Raportu IPCC) aż ponad 15 m.
Jednakże zaktualizowana przez tych samych autorów, a także wielu innych badaczy, najnowsza prognoza z 2021 r. przedstawiona została następująco. Do 2100 r. wzrost poziomu morza wyniósłby 0,35 m. A do 2300 r. 9 m. W tym samym scenariuszu wysokiej emisji.
Z kolei w parametryzacji Morlighema i jego współpracowników, nawet po zawaleniu się szelfu lodowego Thwaitesa, klify lodowe są względnie stabilne aż do wysokości 135 m nad poziomem morza. Tempo ich cielenia się wynosiłoby około 1 m/dzień.
W obu wymienionych przypadkach w ocieplającym się klimacie MICI może zostać przyspieszone poprzez procesy takie jak szczelinowanie hydrauliczne.
W symulacjach modeli mechanizm MICI funkcjonuje jak rząd kostek domino. Jednak upadku lodowca w tym wieku nie będzie
W pierwszej kolejności, symulacje komputerowe najnowszych modeli pokrywy lodowej, gdy zapadnie się szelf lodowy Thwaitesa (pływające przedłużenie lądowej pokrywy lodowej lodowca), pokazują odsłaniające się po kolei wysokie klify lodowe. Byłyby to najbardziej zewnętrzne krawędzie pokrywy lodowej, gdyby lodowiec stracił swój szelf.
W głąb kontynentu lód jest coraz wyżej. Gdy pod wpływem przekroczonej wysokości pękną te klify pod własnym ciężarem, to zaczynają odsłaniać się jeszcze wyższe klify. I tak dalej. MICI zaczyna wtedy działać tak jakby sypał się rząd kostek domino.
A w tym samym czasie pod spodem Thwaites może szybciej zapadać się w głąb niecki kontynentalnej poniżej dna morskiego. Zawalenie się tego lodowca dramatycznie podniosłoby wzrost poziomu morza o ponad 1 metr do 2100 r.
Prof. Mathieu Morlghem w The Conversation napisał: – Gdyby szelf lodowy Thwaitesa się zawalił, odsłoniłby bardzo wysoki klif lodowy zwrócony w stronę oceanu wzdłuż jego 120-kilometrowego frontu. Lód może wytrzymać tylko określoną siłę, więc jeśli klif jest zbyt wysoki, zawali się do oceanu.
Na koniec jednak naukowiec dał wyraźnie do zrozumienia, ze takie scenariusze – nieomal apokaliptyczne dla ludzi i zwierząt mieszkających na wybrzeżach – są jeszcze odroczone w odleglejszą przeszłość. Na razie. Następnie skomentował jakby chciał wszystkich nas uspokoić: – Nikt jednak nie zaobserwował niestabilności morskiego klifu lodowego w akcji. Nie wiemy, czy to się zdarzy, ponieważ wiele zależy od tego, jak szybko lód się zawali.
Referencje:
Mathieu Morlinghem et al., 2024 ; The West Antarctic Ice Sheet May Not Be Vulnerable to Marine Ice Cliff Instability During the 21st Century ; Science Advances ; https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado7794
Mathieu Morlinghem, 2024 ; Thwaites Glacier won’t Collapse Like Dominoes as Feared, Study Finds, but That Doesn’t Mean the „Doosday Glacier” is Stable ; The Conversation ; https://theconversation.com/thwaites-glacier-wont-collapse-like-dominoes-as-feared-study-finds-but-that-doesnt-mean-the-doomsday-glacier-is-stable-236480
Darmouth College, 2024 ; Rethinking the „Doomsday Glacier”: Scientist Challenge Alarming Antarctic Ice Collapse Predictions ; SciTechDaily ; https://scitechdaily.com/rethinking-the-doomsday-glacier-scientists-challenge-alarming-antarctic-ice-collapse-predictions/