I 1974, kun et par år efter lanceringen af den første Landsat-satellit, bemærkede forskere noget underligt i Weddellhavet nær Antarktis. Der var et stort isfrit område, kaldet en polynya, midt i ispakken. Polynya, der dækkede et så stort område som New Zealand, dukkede op igen i vinteren 1975 og 1976, men er ikke set siden.
Relateret indhold
- Tag en dejlig to-minutters tur til Antarktis fra luften
- Hvorfor vokser Antarktis havis når temperaturerne stiger?
Forskere fortolkede polynyaens forsvinden som et tegn på, at dens dannelse var en naturligt sjælden begivenhed. Men forskere, der rapporterer i Nature Climate Change, er uenige og siger, at polynyas udseende plejede at være langt mere almindeligt, og at klimaændringer nu undertrykker dens dannelse.
Hvad mere er, polynyaens fravær kan have konsekvenser for det store transportbånd af havstrømme, der flytter varme rundt om i kloden.
Satellitbilleder gjorde det muligt for forskere at finde et isfrit område i Weddell Sea (øverste venstre kvadrant) i de antarktiske vintre fra 1974 til og med 1976. (Kredit: Claire Parkinson (NASA GSFC)) Overfladisk havvand omkring polerne har en tendens til at være relativt frisk på grund af nedbør og det faktum, at havis smelter ind i det, hvilket gør det meget koldt. Som et resultat er der under overfladen et lag lidt varmere og mere saltvand, der ikke er infiltreret af smeltende is og nedbør. Denne højere saltholdighed gør det tættere end vand ved overfladen.
Forskere mener, at Weddell-polynya kan dannes, når havstrømme skubber disse tættere underjordiske farvande mod en undervands bjergkæde kendt som Maud Rise. Dette tvinger vandet op til overfladen, hvor det blandes med og varmer koldere overfladevand. Selvom det ikke varme det øverste vandlag nok til, at en person kan bade behageligt i, er det nok til at forhindre, at der dannes is. Men til en pris - varmen fra det oprindende undergrund vand spredes ud i atmosfæren kort efter, at det når overfladen. Dette varmetab tvinger det nu-kølige, men stadig tætte vand til at synke omkring 3.000 meter til at fodre et enormt, superkoldt undervandshav strøm kendt som Antarktis bundvand.
Botanisk vand fra Antarktis spreder sig over de globale oceaner i dybder på 3.000 meter og mere og leverer ilt til disse dybe steder. Det er også en af driverne for den globale termohalinecirkulation, det store havtransportbånd, der flytter varme fra ækvator mod polerne.
Et netværk af overfladestrømme og dybhavstrømme flytter vand og varme rundt i verden. (Kredit: NASA / Map af Robert Simmon, tilpasset fra IPCC 2001 og Rahmstorf 2002) Men for at blandingen skal finde sted i Weddellhavet, skal det øverste lag havvand blive tættere end laget under det, så vandet kan synke.
For at finde ud af, hvad der er sket i Weddell Sea, begyndte Casimir de Lavergne fra McGill University i Montreal og kolleger med at analysere temperatur- og saltholdelsesmålinger indsamlet af skibe og robotflydende i denne region siden 1956 - titusinder af datapunkter. Forskerne kunne se, at overfladelaget med vand på stedet for Weddell polynya er blevet mindre salt siden 1950'erne. Ferskvand er mindre tæt end saltvand, og det fungerer som et låg på Weddell-systemet, der fanger det varme vand under jorden og forhindrer dem i at nå overfladen. Dette stopper igen blandingen, der producerer det antarktiske bundvand på dette sted.
Denne stigning i ferskvand kommer fra to kilder: Klimaændringer har forstærket den globale vandcyklus og øget både fordampning og nedbør. Og de antarktiske gletsjere er blevet kalvet og smeltet i en større hastighed. Begge disse kilder ender med at bidrage med mere ferskvand til Weddellhavet end hvad området oplevede i fortiden, bemærker forskerne.
For at se, hvad fremtiden kan have for dette system, vendte de Lavergne og kollegerne sig til et sæt af 36 klimamodeller. Disse modeller, der forudsiger, at tørre steder i verden generelt bliver tørre og våde steder bliver vådere, viser, at dette område af det sydlige Ocean bør se endnu mere nedbør i fremtiden. Modellerne inkluderer ikke smeltende gletschere, men de forventes at tilføje mere ferskvand, hvilket kan gøre låget på systemet endnu stærkere, ifølge forskerne.
En svækkelse af vandblandingen i Weddellhavet kunne i det mindste delvist forklare en krympning i Antarktiske bundvande, der blev rapporteret i 2012. ”Nedsat konvektion vil reducere antallet af dannelse af bundvandet i Antarktis, ” siger de Lavergne. Det "kan forårsage en svækkelse i den nedre gren af termohalinecirkulationen."
Den nedre gren er fætter til en lignende konvektionsproces, der sker i Labradorhavet i Nordatlanten, hvor koldt vand fra Arktis synker og driver dybe strømme sydpå. Hvis denne kilde til dybt vand blev lukket, måske på grund af en tilstrømning af ferskvand, har forskere sagt, at resultaterne kan være katastrofale, især for Europa, der holdes varm af denne bevægelse af varme og vand. Klimaforskere betragter dette scenarie som meget usandsynligt, men ikke ud fra mulighedsområdet. Og selv et svækket system kan have indvirkning på klima og vejr overalt i verden.
Mere straks kunne en svækkelse af blandingen i Weddellhavet dog bidrage til nogle af de klimatendenser, der er observeret i Antarktis og Sydishavet. Ved at holde varmere havvand fanget, kan svækkelsen muligvis forklare en afmatning i overfladevarme og ekspansion i havisen, bemærker forskerne.
Svækkelsen af Weddell Sea-blandingen har også holdt fanget al den varme og kulstof, der er lagret i de dybere lag af havvand. Hvis der skulle dannes en anden gigantisk polynya, hvilket er usandsynligt, men muligt, advarer forskerne, kunne det frigive en puls af opvarmning på planeten.
