Австралийский ледокол RSV Nuyina во время своего первого научного рейса в Антарктиду в марте обнаружил, что в этом районе нет морского льда. Учёные смогли достичь мест, которые никогда ранее не исследовались.
За последние четыре лета площадь антарктического морского льда достигла новых минимумов. Я вхожу в большую группу учёных, которые решили изучить последствия потери морского льда летом после рекордно низких показателей 2022 и 2023 годов.
Вместе мы изучили последние публикации, собрали новые доказательства с помощью спутников, компьютерного моделирования и роботизированных устройств для отбора проб океана. Сегодня мы можем огласить результаты нашего исследования.
Это плохие новости на многих уровнях, потому что антарктический морской лёд жизненно важен для климата и экосистем мира. Но нам нужно понять, что происходит, и использовать эти тревожные данные, чтобы ускорить действия по борьбе с изменением климата.
Методы исследования
Наша команда использовала широкий спектр подходов для изучения последствий потери морского льда.
* Спутники помогли понять, как меняется морской лёд летом, измеряя толщину и площадь льда, а также продолжительность периодов его отсутствия.
* Спутниковые данные также использовались для расчёта того, какая часть антарктического побережья подвергается воздействию волн открытого океана. Затем мы смогли определить количественную взаимосвязь между потерей морского льда и откалыванием айсбергов.
* Данные, полученные с помощью свободно дрейфующих океанских роботов, помогли понять, как потеря морского льда влияет на крошечные растения, которые поддерживают морскую пищевую сеть.
* Все остальные виды доступных данных были использованы для изучения полного воздействия изменений морского льда на экосистемы.
* Отчёты о морских путешествиях от международных коллег пригодились при изучении того, как потеря морского льда повлияла на антарктические миссии по пополнению запасов.
* Мы также использовали компьютерные модели для имитации воздействия значительной потери морского льда летом на океан.
Результаты исследования
Наше обширное исследование выявило четыре ключевых последствия потери летнего морского льда в Антарктиде:
1. Белый морской лёд отражает около 90% поступающей солнечной энергии, в то время как более тёмный океан поглощает около 90% её. Таким образом, если летом морского льда меньше, океан поглощает гораздо больше тепла. Это означает, что поверхность океана сильнее нагревается в экстремально малоледный год, такой как 2016 год, когда всё изменилось.
2. До недавнего времени Южный океан перезапускал свои процессы зимой. Если лето было с низким уровнем морского льда, океан немного нагревался. Но зимой дополнительное тепло уходило в атмосферу. Теперь это не работает. Мы знаем это из измерений температуры поверхности моря, но также подтвердили эту взаимосвязь с помощью компьютерных моделей.
3. Когда летний морской лёд очень низкий, как в 2016 году, это вызывает устойчивое повышение температуры океана. Системе требуется около трёх лет, чтобы полностью восстановиться. Но восстановление становится всё менее и менее вероятным, поскольку потепление усиливается из года в год.
4. Морской лёд защищает побережье Антарктиды от океанских волн. В среднем около трети береговой линии континента обнажается летом. Но это меняется. В 2022 и 2023 годах более половины антарктического побережья было обнажено.
Влияние на экосистемы и общество
* Наш анализ показывает, что в годы с меньшим количеством морского льда от антарктических ледяных щитов откалывается больше айсбергов. В среднем за лето откалывается около 100 айсбергов. Летом с низким уровнем морского льда их примерно в два раза больше.
* Многие виды тюленей и пингвинов зависят от морского льда, особенно в период размножения и линьки. Целые колонии императорских пингвинов столкнулись с «катастрофическим провалом размножения» в 2022 году, когда морской лёд растаял до того, как птенцы были готовы выйти в море.
* После родов крабоедам требуется около 2–3 недель, чтобы выкормить детёнышей на больших, стабильных платформах морского льда. Лёд обеспечивает укрытие и защиту от хищников. Из-за меньшего летнего морского льда большие платформы сложнее найти.
* Многие виды тюленей и пингвинов также укрываются на морском льду во время линьки. Эти виды должны избегать ледяной воды, пока у них растут новые перья или мех, иначе они рискуют умереть от переохлаждения.
* Низкий летний морской лёд усложняет работу людей в Антарктиде. Сокращение летнего морского льда сузит временное окно, в течение которого антарктические базы могут быть пополнены по льду. Этим базам вскоре может потребоваться пополнение из других мест или с использованием более сложных методов, таких как небольшие лодки.
Антарктический морской лёд начал быстро меняться в 2015 и 2016 годах. С тех пор он остаётся значительно ниже долгосрочного среднего показателя.
Набор данных, который мы используем, основан на измерениях, проведённых спутниками Министерства обороны США. В конце прошлого месяца министерство объявило, что больше не будет предоставлять эти данные научному сообществу. Хотя этот процесс был отложен до 31 июля, значительная неопределённость остаётся.
Одна из самых больших проблем в науке о климате — сбор и поддержание последовательных долгосрочных наборов данных. Без них мы не можем точно знать, насколько меняется наш климат. Наблюдение за всей Землёй — сложная задача, когда мы все работаем вместе. Это будет практически невозможно, если мы не будем делиться данными.
Недавние периоды с низким уровнем морского льда представляют собой научную проблему. Система в настоящее время меняется быстрее, чем наше научное сообщество может её изучить. Но исчезающий морской лёд также бросает вызов обществу. Единственный способ предотвратить ещё более серьёзные изменения в будущем — это быстро перейти от использования ископаемого топлива к нулевым выбросам.