Nova studija u časopisu Science pokazuje da je ključ ranog zaledjenja Antarktika geološko podizanje tla, a ne samo pad CO2. Spori talasi u Zemljinom plaštu tokom ~100 miliona godina izdigli su Istočni Antarktik dovoljno da planine i platoi omoguće trajno zadržavanje snega. Modeli pokazuju da je topografski prag pređen između 50 i 45 miliona godina, što je pokrenulo širenje ledenog pokrivača i dodatno hlađenje preko led–albedo povratne sprege.
Zašto se Antarktik zaledio pre Arktika: Podizanje tla, a ne samo CO2
A new study reveals that slow mantle waves pushed East Antarctica skyward over 100 million years, building the high terrain that triggered glaciation 34 million years ago. (CREDIT: Shutterstock)
Razlika od približno 30 miliona godina između zaledjenja Antarktika i kasnijeg poledjavanja Arktika dugo je bila zagonetka: ukoliko je pad ugljen-dioksida izazvao veliko zahlađenje, zašto su se polarne oblasti ponašale različito? Nova međunarodna studija objavljena u časopisu Science pokazuje da ključ nije bio u atmosferi, već u dugoročnim geološkim promenama ispod samog kontinenta.
Pod plaštom Zemlje: spori talasi koji podižu kontinent
Tim predvođen naučnicima sa Univerziteta u Southamptonu zaključio je da su sporo pokretani talasi energije u Zemljinom plaštu — tzv. talasi plašta — tokom približno 100 miliona godina postepeno podizali delove Istočnog Antarktika. Proces je počeo nakon razdvajanja Antarktika i Afrike u jurskom periodu i kulminirao je oblikovanjem obalnog grebena, visokih platoa i planinskog masiva Gamburtsevi, danas zakopanog ispod kilometarskih debelina leda.
Antarctica's fast-moving Byrd Glacier courses through the Transantarctic Mountains, flowing from the polar plateau (left) to the Ross Ice Shelf (right). In this colour infrared satellite image, red patches mark exposed rock. The researchers propose that mountain uplift seeded ice sheet formation. (CREDIT: The United States Geological Survey)
Profesor Thomas Gernon (Southampton) i saradnici objašnjavaju da se talasi plašta šire kroz kontinentalnu koru desetinama miliona godina i pritiskaju površinu naviše, tokom vremena stvarajući dovoljnu nadmorsku visinu da sneg duže opstane.
Zašto visina znači led
Povezanost je jednostavna, ali dramatična: temperatura pada otprilike za 1°C na svakih 100 metara visine. Kako su se Gamburtsevi i unutrašnja pločina podizali, površine iznad 2 km rasle su dovoljno da postanu trajnije hladne i da snijeg ne otopi svake zime. Pre oko 50 miliona godina manje od 5% Gamburtseva bilo je iznad 2 km; do 34 Ma više od 40% površine te planine bilo je iznad te granice.
Sensitivity of ice sheet nucleation to evolving topography in East Antarctica. (CREDIT: Science)
„Površina Antarktika podignuta je do tačke u kojoj je led mogao da stekne trajno uporište — i to dok su polarni okeani i globalne temperature ostajale relativno tople“, rekao je Gernon.
Povratna sprega leda i klime
Kada se led počne gomilati, aktivira se pozitivna povratna sprega: led i sneg imaju visoki albedo i odbijaju više sunčevog zračenja, što dodatno hladi planetu. Tim procenjuje da je efekat led–albedo snizio globalne temperature za približno 1°C tokom zaledjavanja Antarktika. Hladniji vazduh nosi manje vodene pare, slabi atmosferu kao izolator i doprinosi daljem padu temperature — proces koji je omogućio širenje ledenog pokrivača sa planinskog jezgra ka obali.
Modeli koji povezuju tlo, led i klimu
Istraživači su koristili kombinaciju modela: model evolucije reljeva za rekonstrukciju uzdizanja i erozije kroz 100 miliona godina, zatim modele ledenog pokrivača i klimatske modele da bi testirali da li same promene topografije, pri konstantnoj klimi, mogu inicirati glacijaciju. Rezultati pokazuju da je topografski prag pređen između 50 i 45 miliona godina — dovoljna površina uzdignuta iznad stalne linije snega dovela je do nukleacije i opstanka ledenih kapa.
Descent into the Antarctic icehouse. Shown for context is the present-day bed topography of Antarctica, from BedMachine compilations, with relevant physiographic features labeled. (CREDIT: Science)
Širi značaj i posledice
Ovo objašnjava i zašto je Severna hemisfera odlagala formiranje velikih ledenih pokrivača: kopneni masivi oko Arktika nalaze se na mnogo nižim nadmorskim visinama i nisu imali isto geološko „podizanje“ da pretvore atmosfersko hlađenje u trajni led. Pad CO2 uticao je na obe hemisfere, ali bez dovoljno visoke topografije Arktik nije mogao odmah da odgovori istom skalom zaledjenja.
Istočni antarktički ledeni pokrivač sadrži dovoljno vode da podigne nivo mora za oko 52 metra ako se potpuno istopi; razumevanje uslova njegove nastanka pomaže proceni njegove stabilnosti u budućem zagrevanju i rizika prelaska tačke bez povratka.
Simulated long-term uplifts in Antarctica following continental breakup. (CREDIT: Science)
Šire gledano, studija preispituje tradicionalni pogled da su gasovi staklene bašte jedini glavni okidač velikih klimatskih prelaza: unutrašnje geološke sile koje deluju kroz desetine do stotine miliona godina mogu predupretstveno usloviti kontinente za glacijaciju i tako promeniti dinamiku klimatskih promena.
Rezultati istraživanja dostupni su u časopisu Science.
Pomozite nam da budemo bolji.
