Obrovské díry v antarktickém zimním ledovém balení se objevily sporadicky od 70. let, ale důvod jejich vzniku byl do značné míry tajemný.
Vědci mohou nyní s pomocí plovoucích robotů a technologicky vybavených pečetí mít odpověď: Takzvané polynyy (rusky pro „otevřenou vodu“) se zdají být výsledkem bouří a solí, objevují nové výzkumy.
V poslední době se Polynyům dostalo velké pozornosti, protože dva velmi velké se otevřely v Weddellském moři v letech 2016 a 2017; v posledně jmenovaném případě se otevřené vody rozprostírají přes 115 097 km 2, podle článku publikovaného v dubnu v časopise Geophysical Research Letters.
Nyní nejkomplexnější pohled na podmínky oceánu během formování polynya odhaluje, že tyto úseky otevřené vody rostou v důsledku krátkodobých klimatických změn a zvláště nepříjemného počasí. Polyny také vypouštějí do atmosféry hodně hlubinného tepla, což má za následek, že vědci stále pracují.
"Může to změnit vzorce počasí kolem Antarktidy," řekl vedoucí vědy Ethan Campbell, doktorand v oceánografii na University of Washington, řekl Live Science. "Možná dále."
Pozorování otevřeného oceánu
Vědci již měli podezření, že bouře hrály v posledních letech určitou roli při vytváření polyny. Papír publikovaný v dubnu vědci z atmosféry v časopise Geofyzikální výzkum: Atmosféry poukazovaly na zvláště násilnou bouři s rychlostí větru až 72 mil za hodinu (117 km za hodinu) v roce 2017.
Přestože zimní bouře v letech 2016 a 2017 byly extrémní, bouřlivé moře je v antarktické zimě normou, řekl Campbell.
„Kdyby to byly jen bouře, polyny bychom viděli pořád, ale ne,“ řekl. Místo toho jsou velké polynyy relativně vzácné. V letech 1974, 1975 a 1976 byly tři obrovské, ale až do roku 2016 znovu nic významného.
Campbell a jeho tým čerpali data ze dvou robotických plavidel lidské velikosti, které byly rozmístěny ve Weddellském moři projektem pozorování a modelování uhlíku v jižním oceánu financovaným Národní vědeckou nadací (SOCCOM). Plováky se vznášejí v proudech asi kilometr pod hladinou oceánu, řekl Campbell a shromažďoval údaje o teplotě vody, slanosti a obsahu uhlíku.
Pro účely srovnání vědci také používali celoroční pozorování z antarktických výzkumných plavidel a dokonce i vědeckých tuleňů - divokých ploutvonožců vybavených malými nástroji pro sběr údajů o oceánu, když zvířata provádějí své obvyklé cesty.
Bouřlivé moře
Celkově tato pozorování vysvětlila celý příběh polynyas 2016 a 2017. První složkou, řekl Campbell, byla část klimatického modelu zvaného Southern Annular Mode, polární verze El Niño. Cambell uvedl, že pravidelná změna klimatu, která může nést větry buď dále od antarktického pobřeží, se stává slabší nebo se blíží k pobřeží. Když variabilita posune větry blíže a silněji, vytvoří více vychladnutí teplé slané vody z hlubin ve Weddellském moři na chladnější, čerstvější hladinu oceánu.
Campbell řekl, že tento klimatický vzorec a následný vzestup způsobily neobvykle slanou hladinu oceánu v roce 2016, což zase usnadnilo vertikální promíchání mořské vody. Rozdíly ve slanosti obvykle vedou k oddělení oceánských vrstev, stejně jako se na hladině vznáší méně hustá ropa a odmítá se mísit. Ale protože hladina oceánu byla neobvykle slaná, byl mezi povrchovou a hlubší vodou menší rozdíl.
„Oceán byl na povrchu neobvykle slaný a to způsobilo, že bariéra míchání byla mnohem slabší,“ řekl Campbell.
Teď už potřeboval jen trochu rozruch. A zimy 2016 a 2017 poskytly lžíci. Velké bouře vytvářely vítr a vlny, které svisle promíchávaly vodu a vynášely z dna oceánu teplou vodu, která roztápěla mořský led.
Účinky vzniklých polyny jsou stále poněkud záhadné. Vědci zjistili, že vnitřek oceánu pod nimi se ochladil o 0,36 stupně Fahrenheita (0,2 stupně Celsia). Toto uvolněné teplo by mohlo změnit místní vzorce počasí a dokonce posunout vítr po celém světě, řekl Campbell.
Spíše se týká toho, že hluboká oceánská voda vystavená atmosféře během polynya je potenciálně bohatá na uhlík. Hluboké antarktické vody jsou hřbitovy mořského života, které uvolňují uhlík, když se rozkládají. Pokud tento uhlík vstoupí do atmosféry prostřednictvím polyny, mohly by tyto otevřené otvory mírně přispět ke změně klimatu, řekl Campbell.
Ať už to polyny udělají, stále je ve vzduchu, řekl Campbell, ale nová studie by měla vědcům pomoci zjistit více podrobností o měnícím se klimatu Antarktidy. Zdá se, že současné modely Antarktidy předpovídají více polyny, než ve skutečnosti existuje, řekl Campbell. Nyní budou mít modeláři v oblasti klimatu více údajů ke zlepšení těchto předpovědí a vytvoří lepší virtuální Antarktidu pro pochopení změny klimatu.
Výzkum se objevil 10. června v časopise Nature.
