Το γόνατο Totten Glacier. Esmee van Wijk / CSIRO

Η Ανταρκτική αισθάνεται ήδη τη ζέστη της κλιματικής αλλαγής, με ταχεία τήξη και υποχώρηση των παγετώνων τις τελευταίες δεκαετίες.

Η απώλεια μάζας πάγου από την Ανταρκτική και τη Γροιλανδία συμβάλλει περίπου στο 20% στο τρέχον ποσοστό παγκόσμια άνοδος της στάθμης της θάλασσας. Αυτή η απώλεια πάγου είναι αναμένεται να αυξηθεί τον επόμενο αιώνα.

Ένα πρόσφατο άρθρο στο The Conversation έθεσε την έννοια του «σημεία ανατροπής του κλίματος»: Κατώφλια στο κλιματικό σύστημα που, μόλις παραβιαστούν, οδηγούν σε ουσιαστική και μη αναστρέψιμη αλλαγή.

Ένα τέτοιο σημείο ανατροπής του κλίματος μπορεί να συμβεί ως αποτέλεσμα της ολοένα και ταχύτερης πτώσης των πάγων της Ανταρκτικής, οδηγώντας σε ταχεία άνοδο της στάθμης της θάλασσας. Ποιο είναι όμως αυτό το όριο; Και πότε θα το φτάσουμε;

Πώς φαίνεται το σημείο ανατροπής;

Το στρώμα πάγου της Ανταρκτικής είναι μια μεγάλη μάζα πάγου, σε πάχος έως 4 χιλιόμετρα σε ορισμένα σημεία, και είναι γειωμένη πάνω σε ένα βράχο. Ο πάγος γενικά ρέει από το εσωτερικό της ηπείρου προς τα περιθώρια, επιταχύνοντας όσο πάει.

Εκεί που το πάγο συναντά τον ωκεανό, μεγάλα τμήματα συνδεδεμένου πάγου - ράφια πάγου - αρχίζουν να επιπλέουν. Αυτά τελικά λιώνουν από τη βάση ή γεννιούνται ως παγόβουνα. Ολόκληρο το φύλλο αναπληρώνεται από τη συσσώρευση χιονοπτώσεων.

Τα πλωτά ράφια πάγου λειτουργούν σαν φελλός σε μπουκάλι κρασί, επιβραδύνοντας το φύλλο πάγου καθώς ρέει προς τους ωκεανούς. Εάν αφαιρεθούν τα ράφια πάγου από το σύστημα, το φύλλο πάγου θα επιταχυνθεί γρήγορα προς τον ωκεανό, προκαλώντας περαιτέρω απώλεια μάζας πάγου.

Ένα σημείο ανατροπής συμβαίνει εάν χαθεί πολύ από το ράφι πάγου. Σε ορισμένους παγετώνες, αυτό μπορεί να προκαλέσει μη αναστρέψιμη υποχώρηση.

Πού είναι το σημείο ανατροπής;

Ένας τρόπος για τον εντοπισμό ενός σημείου ανατροπής περιλαμβάνει τον υπολογισμό του πόσα ράφια πάγου μπορεί να χάσει η Ανταρκτική και από πού, χωρίς να αλλάξει ουσιαστικά η συνολική ροή πάγου.

Μια πρόσφατη μελέτη διαπίστωσε ότι το 13.4% του πάγου της ράφις της Ανταρκτικής - που διανέμεται περιφερειακά σε ολόκληρη την ήπειρο - δεν παίζει ενεργό ρόλο στη ροή πάγου. Αλλά εάν αφαιρεθεί αυτή η «ζώνη ασφαλείας», θα είχε ως αποτέλεσμα σημαντική επιτάχυνση του πάγου.

Υπήρχαν ράφια πάγου στην Ανταρκτική αραίωση με συνολικό ρυθμό περίπου 300 κυβικά χιλιόμετρα ετησίως μεταξύ 2003 και 2012 και αναμένεται να αραιώσουν ακόμη περισσότερο κατά τον 21ο αιώνα. Αυτή η αραίωση θα μετακινήσει τα ράφια πάγου της Ανταρκτικής προς ένα σημείο ανατροπής, όπου μπορεί να ακολουθήσει μη αναστρέψιμη κατάρρευση του πάγου και αύξηση της στάθμης της θάλασσας.

Πώς μπορούμε να προβλέψουμε πότε θα συμβεί;

Ορισμένες περιοχές της Δυτικής Ανταρκτικής μπορεί να είναι ήδη κοντά στο σημείο ανατροπής. Για παράδειγμα, ράφια πάγου κατά μήκος της ακτής του Οι θάλασσες Amundsen και Bellingshausen είναι οι πιο γρήγορα αραίωση και έχουν το τις μικρότερες «ζώνες ασφαλείας» από όλα τα ράφια πάγου της Ανταρκτικής.

Για να προβλέψουμε πότε μπορεί να χαθεί η «ζώνη ασφαλείας» του πάγου, πρέπει να προβάλλουμε αλλαγές στο μέλλον. Αυτό απαιτεί καλύτερη κατανόηση των διαδικασιών που απομακρύνουν τον πάγο από το φύλλο πάγου, όπως η τήξη στη βάση των ράφια πάγου και η γέννηση του παγόβουνου.

Η τήξη κάτω από τα ράφια πάγου είναι η κύρια πηγή απώλειας πάγου στην Ανταρκτική. Οδηγείται από την επαφή μεταξύ θερμότερων υδάτων της θάλασσας και της κάτω πλευράς των ράφια πάγου.

Για να καταλάβουμε πόσο πάγος θα χαθεί στο μέλλον απαιτεί γνώση του πόσο γρήγορα θερμαίνονται οι ωκεανοί, πού θα ρέουν αυτά τα θερμότερα νερά και ο ρόλος της ατμόσφαιρας στη διαμόρφωση αυτών των αλληλεπιδράσεων. Αυτό είναι ένα πολύπλοκο έργο που απαιτεί μοντελοποίηση υπολογιστή.

Η πρόβλεψη του πόσο γρήγορα διασπώνται τα ράφια πάγου και σχηματίζονται παγόβουνα είναι λιγότερο καλά κατανοητή και αποτελεί σήμερα μια από τις μεγαλύτερες αβεβαιότητες στη μελλοντική απώλεια μάζας στην Ανταρκτική. Μεγάλο μέρος του πάγου που χάνεται όταν γεννιούνται παγόβουνα συμβαίνει κατά τη σποραδική απελευθέρωση του εξαιρετικά μεγάλα παγόβουνα, τα οποία μπορούν να έχουν δεκάδες ή και εκατοντάδες χιλιόμετρα πλάτος.

Είναι δύσκολο να προβλέψουμε πότε και πότε πόσο συχνά θα σπάσουν μεγάλα παγόβουνα. Μοντέλα που μπορούν να αναπαράγουν αυτή τη συμπεριφορά βρίσκονται ακόμη σε εξέλιξη.

Οι επιστήμονες ερευνούν ενεργά αυτές τις περιοχές αναπτύσσοντας μοντέλα πάγου και ωκεανών, καθώς και μελετώντας τις διαδικασίες που οδηγούν την απώλεια μάζας από την Ανταρκτική. Αυτές οι έρευνες πρέπει να συνδυάζουν μακροπρόθεσμες παρατηρήσεις με μοντέλα: οι προσομοιώσεις μοντέλων μπορούν στη συνέχεια να αξιολογηθούν και να βελτιωθούν, καθιστώντας την επιστήμη ισχυρότερη.

Η σύνδεση μεταξύ των παγετώνων, των ωκεανών, του πάγου της θάλασσας και της ατμόσφαιρας είναι ένας από τους λιγότερο κατανοητούς, αλλά πιο σημαντικούς παράγοντες στο σημείο ανατροπής της Ανταρκτικής. Η καλύτερη κατανόηση θα μας βοηθήσει να προβάλλουμε πόσο θα ανέβει η στάθμη της θάλασσας και τελικά πώς μπορούμε να προσαρμοστούμε.