ככל שרמות גזי החממה מפחמן דו חמצני עולות ומחממות את כדור הארץ, הקרח של אנטארקטיקה יהפוך לפגיע יותר למחזורים בקנה מידה אסטרונומי, במיוחד הטיה של כוכב הלכת שלנו היא כאשר הוא מסתובב סביב צירו.
מחקרים חדשים מגלים כי מעל 30 מיליון שנות היסטוריה, יריעות הקרח של אנטארקטיקה הגיבו בצורה החזקה ביותר לזווית הטיה של כדור הארץ על צירו כאשר הקרח משתרע אל האוקיאנוסים, תוך אינטראקציה עם זרמים שיכולים להביא מים חמים בשוליהם ולהוביל לעלייה מוגברת נמס. השפעת הטיה הגיעה לשיא כאשר רמות הפחמן הדו-חמצני היו דומות למה שהמדענים חוזים למאה הבאה, אם בני האדם לא ישיגו פליטות בשליטה.
ככל שרמות הפחמן הדו-חמצני דוחקות את 400 חלקי המיליון, האקלים יהפוך רגיש יותר להטיה של כדור הארץ, או לכדי זווית זו, כך דיווחו החוקרים ב- 14 בינואר בכתב העת Nature Geoscience.
"קריטי באמת הוא כמות הפחמן הדו חמצני באטמוספרה," אמר מחבר המחקר סטיבן מאיירס, פליאוקלימטיקאי מאוניברסיטת ויסקונסין במדיסון.
תסריט של פחמן דו חמצני גבוה וזווית הטיה גבוהה עשוי להיות הרסני במיוחד לקרח העבה על קילומטרים המכסה את אנטארקטיקה.
שחזור העבר מחדש
במשך כ- 40,000 שנה, ציר כדור הארץ נוטה קדימה ואחורה "כמו כסא נדנדה", אמר מאיירס. נכון לעכשיו נטייה זו היא כ 23.4 מעלות, אך היא יכולה להיות קטנה עד 22.1 מעלות או עד 24.5 מעלות.
הטיה חשובה למתי ואיפה אור השמש פוגע בעולם, ובכך יכולה להשפיע על האקלים.
כדי לשחזר היסטוריה של האופן בו קרח אנטארקטיקה הגיב להטיה זו, השתמשו מאיירס וחבריו המשותפים בכמה מקורות מידע על עברו האקלימי של כדור הארץ. מקור אחד היה סידן פחמתי מקרקעית האוקיאנוס, שהותיר אחריו אורגניזמים חד-תאיים המכונים benthic foraminifera. אורגניזמים אלה מפרישים סביב עצמם מעטפת סידן פחמתי, נועלים בתיעוד גלובלי ומתמשך של כימיה של האוקיאנוסים והאווירה.
רישומי משקעים מימין בסביבות אנטארקטיקה סיפקו מקור נוסף להיסטוריה של האקלים - התמחות של מחבר משותף ללימודים ופליאוקלימטולוג ריצ'רד לוי מאוניברסיטת GNS מדע ואוניברסיטת ויקטוריה בוולינגטון בניו זילנד. משקעים אלה, שנקדחו מקרקעית האוקיאנוס בליבות ארוכות ועמודיות, מחזיקים גם הם בתיעוד של העבר. קרחון, למשל, זורק תערובת ייחודית של בוץ, חול וחצץ במקום שהוא יושב. ליבות אלה מספקות תמונה מפורטת מאוד של היכן היו פעם יריעות הקרח, אמר מאיירס, אך ישנם פערים ברשומה.
מחזורי קרח
עם נתונים משני המקורות, החוקרים שילבו היסטוריה של אנטארקטיקה מלפני 34 מיליון ועד 5 מיליון שנה. יריעות הקרח הגדולות הראשונות באנטארקטיקה נוצרו לפני 34 מיליון שנה, כך אמר לוי, וקרח הים לאורך כל השנה הפך לנורמה רק לפני 3 מיליון שנה, כאשר רמות הפחמן הדו-חמצני ירדו מתחת ל -400 חלקים למיליון.
מלפני כ- 34 מיליון שנה עד לפני כ- 25 מיליון שנה, הפחמן הדו חמצני היה גבוה מאוד (600 עד 800 עמודים לדקה) ורוב הקרח של אנטארקטיקה היה יבשתי, לא במגע עם הים. החוקרים מצאו כי התקדמות קרח היבשת ונסיגתה היו יחסית לא רגישים להטיה של כדור הארץ. לפני כ- 24.5 מיליון וכ- 14 מיליון שנה, פחמן דו-חמצני אטמוספרי ירד בין 400 ל 600- לדקה. יריעות קרח התקדמו לעיתים קרובות יותר לים, אך לא היה קרח ים צף במיוחד. בשלב זה, הכוכב הפך רגיש למדי להטיה של ציר כדור הארץ.
לפני 13 מיליון וחמישה מיליון שנה, שוב צנחו רמות הפחמן הדו-חמצני והגיעו עד 200 עמודים לדקה. קרח הים הצף התבלט יותר, ויצר קרום מעל האוקיאנוס הפתוח בחורף והתדלדל רק בקיץ. הרגישות להטיה של כדור הארץ ירדה.
לא ברור לחלוטין מדוע מתרחש שינוי זה ברגישות לאלכסוניות, לוי אמר ל- Live Science, אולם נראה כי הסיבה כרוכה במגע בין הקרח לאוקיאנוס. בזמנים של הטיה גבוהה אזורי הקוטב מתחממים והבדלי הטמפרטורה בין קו המשווה לפולנים הופכים פחות קיצוניים. זה, בתורו, משנה את דפוסי הרוח והזרם - שמונעים ברובם על ידי הפרש הטמפרטורה הזה - בסופו של דבר מגדילים את זרימת מי האוקיאנוס החמים עד לקצה אנטארקטיקה.
כאשר קרח הוא בעיקר יבשתי, זרימה זו אינה נוגעת בקרח. אך כאשר סדיני הקרח מקורקעים על קרקעית האוקיינוס, במגע עם הזרמים, זרימת המים החמים חשובה מאוד. נראה כי קרח ים צף חוסם חלק מהזרימה, ומוריד את נטיית ירידת הקרח להמיס. אך כאשר רמות הפחמן הדו-חמצני מספיק גבוהות לכך שקרח הים הצף יימס, אין שום דבר שעוצר את הזרמים החמים האלה. זה נראה כאשר הטיה של כדור הארץ חשובה ביותר, כפי שהתרחשה לפני 24.5 מיליון ו -14 מיליון שנה.
היסטוריה זו מאייתת בעיות לעתידה של אנטארקטיקה. בשנת 2016, רמת הפחמן הדו-חמצני באטמוספירה של כדור הארץ זינקה על פני 400 עמודים לדקה, לצמיתות. בפעם האחרונה בהיסטוריה הגיאולוגית של כדור הארץ כי פחמן דו חמצני היה גבוה כל כך, לא היה קרח ים כל השנה באנטארקטיקה, אמר לוי. אם הפליטות יימשכו כמו שהן, קרח הים יקרטע, אמר לוי, "ואנחנו נקפוץ חזרה לעולם שלא היה קיים כבר מיליוני שנים."
"יריעות הקרח הפגיעות של אנטארקטיקה על בסיס ים ירגישו את השפעת הטיה הגבוהה הנוכחית שלנו יחסית. התחממות האוקיאנוס בשולי אנטארקטיקה תגבר", אמר.
ביום שני (14 בינואר) דיווחה קבוצה אחרת של חוקרים כי שיעור ההמסה באנטארקטיקה כבר מהיר פי שישה ממה שהיה לפני מספר עשורים. החוקרים גילו כי היבשת איבדה כ -40 ג'יגה קרח בשנה בין 1979 ל -1990. בין 2009 ל -2017 היא איבדה בממוצע 252 גיגה קרח בשנה.
החוקרים בוחנים כעת את הווריאציות הקטנות ברגישות להטיה של כדור הארץ המתרחשות בשלושת הדפוסים הרחבים שהם מצאו, אך המסר העיקרי כבר ברור, אמר לוי.
"קרח ים אנטארקטי הוא חשוב בעליל," אמר. "עלינו להמשיך ולחפש דרכים לעמוד ביעדי הפליטה."
