Studija u Climate of the Past pokazuje da su slani kristali na tropskom morskom ledu mogli odbijati do 93% sunčevog zračenja, što bi dodatno pojačalo hlađenje tokom Snowball Earth događaja. Model otkriva dve stabilne globalno zaledjene varijante — jednu hladniju sa solnim premazom i jednu topliju bez soli — pri čemu slana verzija zahteva veće forsiranje da bi se otopila. Autori upozoravaju na ograničenja modela (nedostaju dinamika leda, oblaci, vetrovi i eksplicitni CO₂), pa so treba tretirati kao mogući pojačavač, a ne primarni uzrok.
Morska so je mogla pojačati Snowball Earth — slani pokrivač tropskog leda mogao je odbijati do 93% svetlosti
A climate model suggests bright salt crystals on frozen oceans may have amplified cooling during Earth's Snowball episodes. (CREDIT: Shutterstock)
Novi rad objavljen u časopisu Climate of the Past sugeriše da su kristali soli koji su ostajali na izuzetno hladnom tropskom morskom ledu mogli dodatno povećati refleksivnost Zemljine površine i tako pojačati hlađenje tokom faza poznatih kao Snowball Earth.
As oceans froze during the Neoproterozoic Era, crystals left behind on exposed tropical sea ice could have made Earth's already-bright frozen surface even more reflective. (CREDIT: Shutterstock)
Šta su istraživači uradili
Tim sa UiT The Arctic University of Norway, predvođen Akselom Samuelsbergom, ugradio je efekt visokoreflektivnih slanih kora u pojednostavljeni jednorazmerni (1D) energijsko-balančni klimatski model. Model razlikuje albedo otvorenog okeana, snega, gola morskog leda i slanog prekrivača — za koji su koristili laboratorijski izmerenu vrednost albeda 0,93 (za hidrohalit), dok su svež sneg i gol led imali značajno niže vrednosti.
Bifurcation diagram for the EBM with a salt-albedo feedback. Radiative forcing on the x axis is defined as ΔA = A₀ − A, where A₀ is the reference value given in Table 1. Black solid lines indicate stable equilibrium states and dashed lines indicate unstable states. Stable climate states are labeled. (CREDIT: Aksel Samuelsberg et al, Climate of the Past)
Kako so utiče na temperaturni krug
Kada se morska voda smrzava, rastvorene soli se izbacuju iz leda i koncentrisane su u salamuri. Pri daljem padu temperature određeni soli kristališu i, u uslovima gde sublimacija prevladava nad padavinama, mogu ostati kao koncentrisan površinski sloj. Laboratorijska ispitivanja su pokazala da takav hidrohalitni sloj može imati vrlo visok albedo — do 0,93 — što znači da bi značajno manje sunčeve energije bilo apsorbovano u odnosu na običan sneg ili otopljeni led.
Diagram showing the accessibility of the Snowball Earth without a salt deposit for different values of the critical temperatures Ts and Te. (CREDIT: Aksel Samuelsberg et al, Climate of the Past)
Glavni rezultati
U modelu se pojavio dva stabilna globalno zaledjena stanja: jedno sa golim tropskim morskim ledom (bez soli) i drugo sa slanim premazom. Verzija sa solju bila je znatno hladnija, a prelazak iz „toplijeg“ u „hladniji“ Snowball tip često je sklonio sistem direktno u slanu, teže topljivu varijantu. Model sugeriše da bi salt‑albedo povrat mogao početi delovati već pri višim temperaturama nego što bi to pokazivao jedinstveni prag smrzavanja: mirabilit se može taložiti oko −8 °C, a hidrohalit već oko −23 °C (eutektička tačka mešavine soli iznosi oko −36 °C).
Bifurcation diagram for the EBM in with the albedo function and: (a) Different diffusion rates D. The numerical value D=0.312 gives the temperate solutions to the EBM a modern-day temperature field. (CREDIT: Aksel Samuelsberg et al, Climate of the Past)
Ograničenja i nepoznanice
Autori jasno naglašavaju ograničenja rada: model ne uključuje dinamiku morskog leda (tok leda prema tropima), atmosferu sa eksplicitnim CO₂, oblačnost, vetrove ili prašinu. U realnom Snowball scenariju, dovod svežeg snežnog leda iz viših širina, vetrovi koji rasipaju kristale ili tamne naslage prašine mogli bi umanjiti ili eliminisati razgradnju slanih kora. Takođe, model ne daje direktnu procenu koliko CO₂ bi bilo potrebno da se slana varijanta otopi — složeniji klimatski modeli i dalje su neophodni za tu procenu.
(a) Temperature profiles for Snowball Earth with a salt deposit (black) and Snowball Earth without a salt deposit (blue) at radiative forcing level ΔA=45. (b) The ice/snow albedo functions (a(x,T)∀T < Tₛ) for Snowball Earth with a salt deposit (black) and Snowball Earth without a salt deposit (blue), together with the latitudinal distribution of Neoproterozoic solar radiation Qs(x) (red). (CREDIT: Aksel Samuelsberg et al, Climate of the Past)
Zašto je otkriće važno
Rad ne tvrdi da je so bila pokretač globalne glacijacije, već da je mogla predstavljati snažan pojačavač već započetog zahlađenja. Ako su slane kore zaista nastajale i opstajale u tropskim zonama tokom neoproterozojskih glacijacija, one bi mogle produbiti „klimatsku zamku“ i otežati povratak u topliju klimu — odnosno povećati zahtevanu količinu vulkanskog CO₂ ili drugih toplinskih izvora za deglacijaciju.
Zaključak
Salt‑albedo povrat je verodostojan mehanizam koji zaslužuje dalje testiranje u složenijim klimatskim modelima koji uključuju atmosfersku cirkulaciju, dinamiku leda, oblake, vetrove i aerosole. Do tada, so ostaje potencijalni amplifier Snowball Earth stanja — važan faktor koji može dodatno objasniti zašto su neke epizode ekstremnog zahlađenja bile toliko dugotrajne i duboke.
Izvori i dalje studije: eksperimenti o albedu hidrohalita (Journal of Geophysical Research: Oceans, 2016), radovi o Snowball Earth dinamici i inicijacijama glacijacija, te pregledne studije o Krioegniju.
Pomozite nam da budemo bolji.
