График протяжённости морского льда в Антарктике относительно среднего значения за 1981–2010 годы, показывающий недавний период низкой площади морского льда с 2016 года. Источник: предоставлено
Небывалая потеря морского льда летом с 2016 года привела к серьёзным последствиям для природы и экосистем Антарктики и Южного океана
Новое исследование, опубликованное в журнале PNAS Nexus, показало, что такие изменения имеют тревожные последствия для будущего в условиях потепления климата. Учёные из Антарктики столкнулись с критическим ударом по своей способности точно сравнивать будущие экстремумы морского льда с историческими данными из-за неизбежной потери доступа к данным со спутников Министерства обороны США.
«Окружающая среда вокруг Антарктиды — это сложное переплетение взаимосвязанных систем, — говорит ведущий автор доктор Эдвард Доддридж из Австралийского партнёрства по антарктическим программам (AAPP) в Университете Тасмании (UTAS). — Экосистемы в этом регионе тонко настроены на ритмы присутствия морского льда, поэтому даже относительно небольшие изменения могут иметь значительные последствия».
«До примерно 2015 года площадь морского льда была средней или даже немного выше средней, но с 2016 года она стабильно низкая, а последние несколько лет были необычайно низкими», — отмечает Доддридж.
Рекордно низкие зимы по морскому льду застали антарктическое научное сообщество врасплох
Согласно Доддриджу, две зимы с рекордно низким уровнем морского льда недавно стали неожиданностью для антарктического научного сообщества: «Мы на пути к третьей… Это подчёркивает, насколько быстро меняется система, и она меняется такими темпами, которые слишком высоки для того, чтобы наши научные возможности могли за ними поспевать. Это не особенно обнадеживающее положение для антарктического исследователя».
Морской лёд — это тонкий слой льда, который плавает на поверхности океана. Он образуется, когда морская вода замерзает, образуя свободно плавающий «паковый лёд» и «припай» — лёд, прикреплённый к континенту Антарктида.
По словам соавтора исследования доктора Уилла Хоббса, учёного, изучающего морской лёд в AAPP, припай служит устойчивой платформой как для дикой природы, так и для ледоколов: «Антарктические программы фактически используют припай для разгрузки и пополнения запасов на базах».
«В последние годы, когда мы наблюдаем экстремальную потерю морского льда летом, мы также наблюдаем потерю этого действительно важного припая», — говорит Хоббс.
Воздействие на ритм потери и образования морского льда в Антарктике
Особенно уязвимы виды, которые размножаются или линяют на морском льду, такие как пингвины Адели, тюлени и криль — основной вид добычи, который зависит от морского льда в поисках пищи и убежища.
«Мы обнаружили в нашем исследовании, что летом, когда площадь морского льда чрезвычайно мала, также увеличивается продолжительность периода открытой воды», — говорит Хоббс. Это количество дней между исчезновением льда весной и его повторным замерзанием осенью.
«Морской лёд играет ряд важных ролей в океане, но наиболее важная роль летом — это защита от солнца… Покрытый снегом морской лёд отражает около 90% падающего на него солнечного света и возвращает его обратно в космос, тогда как более тёмная поверхность океана поглощает около 90% этого солнечного света. И, конечно, поглощая солнце, он нагревается».
Исторически в Южном океане система всегда перестраивалась в середине зимы. Так, если летом было мало морского льда и океан немного нагревался, дополнительное тепло просто рассеивалось.
Новое исследование показало, что экстремальные явления потери морского льда могут привести к потеплению, которое сохраняется в течение нескольких лет.
«В нашем эксперименте мы обнаружили, что системе потребовалось около 3 лет, чтобы полностью восстановиться после события, подобного 2016 году, и на самом деле… мы видим очень похожие сроки восстановления в записи спутниковых наблюдений», — говорит Доддридж.
«Если мы подумаем о контексте недавнего опыта — лето 2022, 2023, 2024, 2025 годов — можно увидеть, что каждое лето оказывает усиливающее воздействие на следующее, и это может стать для нас настоящей проблемой», — предупреждает он.
Отсутствие морского льда также устраняет барьер, который в противном случае защищал бы побережье Антарктиды от волновых повреждений. Эти воздействия могут ослабить шельфовые ледники, которые обычно замедляют поток ледяных щитов в океан, увеличивая таяние и производство айсбергов, что способствует повышению уровня моря.
Производство айсбергов и присутствие морского льда
«В 15-летней записи, которую мы изучили, годы с наименьшим количеством морского льда летом производили более чем в два раза больше айсбергов, чем годы с наибольшим количеством морского льда летом», — говорит соавтор доктор Сью Кук, гляциолог из AAPP.
«Эта связь между производством айсбергов и присутствием морского льда в настоящее время не учитывается ни в одной из наших моделей ледяного покрова, и это означает, что мы можем недооценивать, насколько быстро антарктическая граница будет отступать по мере сокращения морского льда вокруг континента», — предупреждает Кук.
Потеря доступа к данным со спутников
Недавно стало известно, что данные со спутников программы метеорологических спутников Министерства обороны США (DMSP), на которые научное сообщество Антарктики полагается для долгосрочного мониторинга морского льда и которые легли в основу этого исследования, больше не будут доступны после июля.
«Министерство обороны обрабатывало эти данные и предоставляло их Национальному центру данных по снегу и льду (NSIDC)», — говорит Доддридж. «Не было публичного объявления о том, будет ли сбор этих данных прекращён, просто NSIDC больше не будет получать эти данные. Насколько нам известно, спутники всё ещё работают… Мы не знаем, что произойдёт с этими данными в конце июля, что вызывает серьёзную обеспокоенность у учёных, изучающих морской лёд».
Хотя спутники, управляемые Японией и Китаем, могут стать альтернативным источником измерений морского льда, Доддридж предупреждает, что антарктические исследователи потеряют «долгосрочный ряд данных хорошо откалиброванных, совместимых спутниковых датчиков».
«Это означает, что мы не сможем сравнивать будущие экстремумы с прошлыми экстремумами почти так же точно», — говорит он.
Доддридж считает, что сокращение выбросов парниковых газов — наш лучший шанс сохранить и сохранить антарктическую окружающую среду.
«Идея какого-либо прямого вмешательства в зону морского льда, чтобы попытаться уменьшить или смягчить последствия, довольно сложна для понимания и, несомненно, будет очень дорогой, очень сложной и, вероятно, очень опасной», — говорит он.
«Мы знаем, что в мире потепления будет меньше морского льда. Так что даже если нынешние крайности, которые мы наблюдаем, не вызваны людьми, они указывают на то, что мы ожидаем в будущем, и единственный способ этого избежать — сократить наши выбросы», — заключает Доддридж.