南極の氷の下に隠された海が私たちの惑星の将来の気候について明らかにするもの

南極の氷の下に隠された海が私たちの惑星の将来の気候について明らかにするもの クレイグ·スティーブンス, 著者提供

ジュールヴェルヌは、架空の潜水艦ノーチラスを、厚い氷冠の下の隠された海を通して南極に送りました。 探検家が極に到達する40年前に書かれたにもかかわらず、彼の物語は半分のフィクションだけでした。

南極周辺には確かに隠れた海の空洞があり、最新の 研究 大陸の氷棚の下で海がどのように循環しているかを調べます-潮の満ち引き​​に応じて上下する陸上の氷の大きな浮遊延長。

これらの氷棚は、大陸の大規模な陸上氷床を支え、将来の海面上昇の評価に重要な役割を果たします。 私たちの仕事は、海流が南極大陸の融解にどのように寄与するかについて新たな光を放ちます。これは、気候モデル予測における最大の不確実性のXNUMXつです。

南極の氷の下に隠された海が私たちの惑星の将来の気候について明らかにするもの ロス棚氷の上にある野営地。 クレイグ·スティーブンス, 著者提供

未踏の海

ロス棚氷は、480,000平方キロメートルの地球上で最大の氷の浮遊スラブです。 それが隠している海の空洞は南極大陸の海岸から南に700km伸びており、ほとんど未踏のままです。

氷棚は主に下から溶け、温暖化する海に洗われていることを知っています。 しかし、氷の下で水がどのように混合するかについて、利用できるデータはほとんどありません。 これは気候モデルでは見過ごされがちですが、新しい測定値はこれを解決するのに役立ちます。

ロスアイスシェルフ中央の真下にある海洋空洞への他の唯一の遠征は1970年代に戻り、 興味深い結果。 当時の限られた技術にもかかわらず、それは海洋の空洞が静的な浴槽ではないことを示しました。 代わりに、それは水塊の微細な層状化を発見しました、層の間の微妙に異なる温度と塩分で。

他の海洋研究が行われました 端から またはから 上空。 彼らはシステムがどのように機能するかについての洞察を提供しましたが、それを本当に理解するために、私たちは数百メートルの氷の下で海から直接測定を行う必要がありました。

南極の氷の下に隠された海が私たちの惑星の将来の気候について明らかにするもの チームは、温水ジェットを使用して氷を下の海まで掘削しました。 クレイグ·スティーブンス, 著者提供

2017年には、モデル化された温水ジェットを使用しました イギリス南極調査 デザイン、350メートルの氷を下の海まで掘削する。 私たちは、詳細な海洋測定を行うのに十分な長さの穴の液体を維持するだけでなく、海流と温度を監視し続けるために機器を残しておくことができました。 これらのデータはまだ衛星経由で入ってくる。

隠された海は、比較的温かい(2℃)の海水が海底から入り込み、表層の近くで循環する巨大な河口のように機能することがわかりました。 メルトウォーターと氷河下の淡水 氷床と南極大陸の隠された岩の多い基盤から押し出されました。

何百メートルもの氷が、南極の猛烈な風と凍える気温から海の空洞を隔離しています。 しかし、流れを止めるものは何もありません。 私たちのデータは、潮汐が成層海を氷の裏側の過去のうねりと前後に押し広げ、海洋空洞の一部を混合することを示唆しています。

南極の氷の下に隠された海が私たちの惑星の将来の気候について明らかにするもの 南極の氷は、海の空洞を猛烈な風や凍えるような気温から隔離しています。 クレイグ·スティーブンス, 著者提供

今後の予測

この種の発見は気候科学にとって究極の挑戦です。 何世紀にもわたって予測を行うモデルで、毎日のスケールで機能するプロセスをどのように表現しますか? 私たちのデータは、毎日の変化が加算される可能性があることを示しているため、解決策を見つけることが重要です。

たとえば、海洋の空洞とコンピュータモデルの外部で収集されたデータは、特定の水の区画が空洞を通過するまでにXNUMX〜XNUMX年を費やすことを示唆しています。 私たちの新しいデータは、範囲の下限がより可能性が高く、いずれにせよXNUMXつのグランドサーキットについて考えるべきではないことを示しています。

ロスは中の氷棚ではありません 海を暖めることからの最も危険。 しかし、その大きさと隣接するロス海との関係は、それが惑星の海洋システムにおいて不可欠な歯車であることを意味します。

今後数世紀にわたる海面上昇に対するこれらの棚氷の重要性は、非常に明白です。 研究ショー 大気の温暖化が2℃を超えると、主要な南極の氷棚が崩壊し、大陸の氷冠から流れる氷が放出され、海面が3 x 2300メートル上昇します。

あまりよく理解されていないが、変化の大きな原因となる可能性もあるのは、融雪水の地球規模への影響です 熱塩循環、南極大陸沖の深海から熱帯の表面水までの海の循環を約1,000年ごとに見る海洋輸送ループ。

南極の氷棚はこのループのピットストップのようなものであり、南極で何が起こるか 世界的に響く。 氷棚の融解が速くなると、海の成層が変化し、地球全体の海洋循環に影響が及びます-これのXNUMXつの結果は 気候変動の拡大.会話

著者について

クレイグスティーブンス、海洋物理学准教授、 国立水大気研究所 クリスティーナハルベ、サーベイスクール教授(氷河学専攻) オタゴ大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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