Naukowcy przyjrzeli się lodowi na Antarktydzie. Nowe odkrycia

Badacze z Uniwersytetu Stanforda połączyli uczenie maszynowe z obserwacjami satelitarnymi i lotniczymi, aby lepiej zrozumieć fizykę ruchu lodu w Antarktyce. Wyniki wskazują, że obecne modele nie uwzględniają kluczowych złożoności potrzebnych do dokładnego przewidywania dynamiki i utraty masy lodowca antarktycznego teraz i w przyszłości.

Antarktyda, posiadająca wystarczającą ilość zamarzniętej wody, by podnieść poziom mórz o 58 metrów, topnieje, co przyczynia się do globalnego wzrostu poziomu mórz. Dokładne przewidywanie ruchu i topnienia lodu jest kluczowe dla ochrony obszarów przybrzeżnych. Jednak większość modeli klimatycznych ma trudności z dokładnym symulowaniem ruchu lodu z powodu skomplikowanych interakcji między oceanem, atmosferą a zamarzniętą powierzchnią.

W badaniu opublikowanym 13 marca w "Science", naukowcy z Uniwersytetu Stanforda po raz pierwszy użyli uczenia maszynowego do analizy danych zdalnego monitoringu ruchu lodu w Antarktyce. Ich praca ujawnia podstawowe zasady fizyki rządzące dużymi ruchami lodowca antarktycznego i może pomóc w poprawie prognoz dotyczących przyszłych zmian kontynentu.

Antarktyczny lądolód, największa masa lodu na Ziemi, działa jak gąbka, stabilizując poziomy mórz poprzez przechowywanie wody jako lodu. Aby zrozumieć ruch lądolodu, który kurczy się coraz szybciej, istniejące modele zazwyczaj opierają się na założeniach dotyczących mechanicznego zachowania lodu pochodzących z eksperymentów laboratoryjnych. Jednak lód Antarktydy jest znacznie bardziej skomplikowany niż to, co można symulować w laboratorium.

Lód utworzony z wody morskiej ma inne właściwości niż lód z ubitego śniegu, a lądolody mogą zawierać duże pęknięcia, kieszenie powietrzne lub inne niejednorodności wpływające na ruch. "Te różnice wpływają na ogólne mechaniczne zachowanie lądolodu w sposób, który nie jest uwzględniany w istniejących modelach" - powiedział Ching-Yao Lai, profesor geofizyki w Stanford Doerr School of Sustainability.

Badacze skupili się na pięciu lodowych półkach Antarktydy, które są pływającymi platformami lodu rozciągającymi się nad oceanem z lodowców lądowych. Odkryli, że części lodowych półek najbliżej kontynentu jest ściskana, a modele w tych obszarach są zgodne z eksperymentami laboratoryjnymi. Jednak im dalej od kontynentu, tym lód zaczyna być ciągnięty w stronę morza, co powoduje, że lód w tym obszarze ma różne właściwości fizyczne w różnych kierunkach, co nazywa się anizotropią.

Antarktyda odgrywa kluczową rolę w globalnym ekosystemie, co potwierdzają niedawne badania nad dziurą ozonową. Dzięki międzynarodowym wysiłkom, warstwa ozonowa nad Antarktydą zaczyna się odbudowywać, co chroni Ziemię przed szkodliwym promieniowaniem UV. To pokazuje, że globalne działania mogą przynieść pozytywne efekty dla środowiska.

Największa góra lodowa świata, A23a, utknęła na mieliźnie w pobliżu Georgii Południowej. Jej rozpad może wpłynąć na lokalny ekosystem, w tym na populacje pingwinów i fok. Naukowcy przewidują, że topnienie lodu uwolni składniki odżywcze, co może wywołać eksplozję życia w oceanie.

Hiszpańscy naukowcy odkryli emisje metanu z dna morskiego Antarktydy, co stanowi potencjalne zagrożenie ekologiczne. Metan, gaz cieplarniany, może prowadzić do osuwisk i tsunami. Odkrycie to podkreśla znaczenie Antarktydy w kontekście zmian klimatycznych i globalnego ocieplenia.

Antarktyda, choć zamarznięta i niegościnna, jest kluczowym obszarem badań naukowych. Odkrycia dotyczące dziury ozonowej, lodowców i emisji metanu pokazują, jak ważne jest zrozumienie procesów zachodzących na tym kontynencie dla przyszłości naszej planety.