Objašnjeno kako je nastala golema rupa u antarktičkom morskom ledu

Tijekom zimske ledene kore nad antarktičkim Weddellovim morem, u blizini potopljenog vrha po imenu Maud Rise, ogromna rupa se ponekad otvara i zjapi, otkrivajući tamne, hladne vode ispod. Prvi put uočen 1974., ne pojavljuje se svake godine, što je navelo znanstvenike da se zapitaju o specifičnim uvjetima potrebnim za njegovu proizvodnju.

U godinama nakon ponovnog pojavljivanja rupe 2016. i 2017., rješenje se polako našlo. Korištenjem kombinacije satelitskih slika, plutajućih autonomnih instrumenata , tuljana koji nose šešire i računalnog modeliranja, odgovori su konačno stigli, a uključuju vjetar koji povlači slojeve vode kako bi se stvorilo ono što je poznato kao Ekmanova spirala .

"Ekmanov transport", kaže oceanograf Alberto Naveira Garabato sa Sveučilišta Southampton u Velikoj Britaniji, "bio je osnovni sastojak koji je nedostajao i bio je neophodan za povećanje ravnoteže soli i održavanje miješanja soli i topline prema površinskoj vodi."

Rupe u antarktičkom morskom ledu, poznate kao polinije , često se vide u blizini obale, a morski sisavci poput tuljana i kitova koriste ih kao prozore da dođu do daha.

Dalje prema moru, daleko su rjeđi. Zapravo, ponavljajuća rupa poznata kao polinija Maud Rise natjerala je znanstvenike da se češkaju po glavama otkako je prvi put uočena na satelitskoj snimci prije pola stoljeća.

Godine 1974. ogromna je rupa bila otprilike veličine Novog Zelanda. Vratio se 1975. i 1976., iako se nakon toga vratio samo nakratko i slabo, sve dok znanstvenici nisu posumnjali da bi mogao zauvijek nestati.

Zatim se 2016. i 2017. vratio s osvetom ; rupa u ledu veličine Mainea .

Polinija Maud Rise 2017. označila je najveći i najdugovječniji primjer tog fenomena od 1970-ih, pa su se znanstvenici bacili na posao. Kompilacija podataka, koje su prikupili gore spomenuti izvori, otkrila je da je pridonijelo više različitih čimbenika, a svi su se trebali posložiti na pravi način kako bi se proizvela polinija.

Vjetar, struje i sol

Jedan od čimbenika bila je kružna struja oko Weddellova mora koja je bila posebno jaka 2016. i 2017., što je rezultiralo izdizanjem tople, osobito slane vode.

"Ovo uzdizanje pomaže objasniti kako bi se morski led mogao otopiti", objašnjava oceanograf Fabien Roquet sa Sveučilišta Göteborg u Švedskoj.

"Ali kako se morski led topi, to dovodi do osvježavanja površinske vode, što bi zauzvrat trebalo zaustaviti miješanje. Dakle, mora se dogoditi još jedan proces da bi polinija opstala. Mora postojati dodatni unos soli odnekud ."

Sol može znatno sniziti točku smrzavanja vode, pa ako je voda u poliniji posebno slana, to bi moglo objasniti postojanost rupe. Stoga se tim vratio podacima, kao i računalnim modelima oceana, kako bi otkrio odakle je došla dodatna sol.

Utvrdili su da turbulentni vrtlozi nastali dok Weddellova struja teče oko Maud Risea prenose sol na vrh podmorske planine.

Odatle preuzima Ekman transport . To se događa kada vjetar puše preko površine oceana, stvarajući otpor. Voda ne samo da se vuče, već se i skreće u stranu poput brazde na brodu, uzrokujući da se voda vrti poput vijka . Dok se gornji sloj vode odmiče s vjetrom, voda dolazi odozdo da ga zamijeni.

U slučaju polinije Maud Rise, ova uzlazna voda sa sobom donosi nakupine soli koja lebdi oko Maud Rise, sprječavajući rupu od smrzavanja.

Ovaj ključ može pomoći znanstvenicima u predviđanju što će se dogoditi s morskim ledom na Antarktiku u budućnosti, što je predmet ozbiljne zabrinutosti za globalnu klimu. Klimatolozi već predviđaju da će antarktički zimski vjetrovi postati jači i češći , što bi moglo dovesti do češćih ogromnih polinija u godinama koje dolaze.

Zauzvrat, to bi moglo imati implikacije na svjetske oceane.

"Otisak polinija može ostati u vodi nekoliko godina nakon što su se formirale", kaže klimatologinja Sarah Gille sa Sveučilišta Kalifornija San Diego. "One mogu promijeniti način na koji se voda kreće okolo i način na koji struje prenose toplinu prema kontinentu. Gusta vode koje se ovdje formiraju mogu se proširiti preko globalnog oceana."

Istraživanje je objavljeno u Science Advances .