เราขาดองค์ประกอบสำคัญของการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลหรือไม่?

ความพยายามล่าสุดโดยใช้แบบจำลองทางคอมพิวเตอร์เพื่อทำความเข้าใจว่าน้ำแข็งละลายในแอนตาร์กติกาจะส่งผลกระทบต่อมหาสมุทรของดาวเคราะห์อย่างไร โดยเน้นที่เรขาคณิตของแผ่นน้ำแข็ง การแตกหัก และการละลายของพื้นผิว กระบวนการที่อาจกระตุ้นหรือเร่งการสูญเสียมวลของแผ่นน้ำแข็ง

ตอนนี้ นักวิจัยได้ระบุกระบวนการเพิ่มเติมที่อาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในทำนองเดียวกันต่ออนาคตของแผ่นน้ำแข็ง: การละลายของเตียงหรือที่เรียกว่าการละลายพื้นฐานที่ส่วนต่อประสานของแผ่นดินและแผ่นน้ำแข็งหนาหลายไมล์ด้านบน

การศึกษาใหม่ระบุพื้นที่ที่ไม่ได้สูญเสียมวลจำนวนมากในขณะนี้ แต่สามารถทรงตัวเพื่อให้ตรงกับผู้มีส่วนร่วมที่ใหญ่ที่สุดบางรายในการเพิ่มระดับน้ำทะเลเช่น Thwaites Glacier หากละลาย แอนตาร์กติกามีขนาดประมาณสหรัฐอเมริกา และภูมิภาคที่อ่อนไหวประกอบด้วยพื้นที่ที่ใหญ่กว่าแคลิฟอร์เนีย งานวิจัยเผยแพร่เมื่อวัน ที่14 กันยายนใน Nature Communications

Dustin Schroeder ผู้เขียนการศึกษาอาวุโส รองศาสตราจารย์ด้านธรณีฟิสิกส์ที่ Stanford Doerr School of Sustainabilityกล่าวว่า “คุณไม่สามารถสรุปได้ว่าทุกที่ที่ถูกแช่แข็งจะยังคงแข็งอยู่ “ภูมิภาคเหล่านี้อาจได้รับการชื่นชมจากผู้มีส่วนร่วมที่มีศักยภาพต่ำ”

ผู้ต้องสงสัยที่ไม่ธรรมดา

การจำลองถูกสร้างขึ้นจากงานทฤษฎีล่าสุดซึ่งแสดงให้เห็นว่าการละลายพื้นฐานอาจเกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้น ๆ การใช้แบบจำลองแผ่นน้ำแข็งที่เป็นตัวเลข ผู้ร่วมวิจัยได้ทดสอบสมมติฐานว่าการเริ่มละลายดังกล่าวอาจนำไปสู่การสูญเสียน้ำแข็งอย่างมีนัยสำคัญภายในระยะเวลา 100 ปีหรือไม่ พวกเขาพบว่าการละลายทำให้เกิดการสูญเสียมวลในพื้นที่ของแผ่นน้ำแข็งซึ่งมักจะไม่เกี่ยวข้องกับความไม่มั่นคงและการมีส่วนร่วมของระดับน้ำทะเลในช่วงเวลานั้น

“มีงานทั่วทั้งทวีปน้อยมากหรือไม่มีเลยที่พิจารณาการเริ่มละลาย ซึ่งการเปลี่ยนจากน้ำแข็งแช่แข็งไปเป็นน้ำแข็งที่จุดหลอมเหลว ซึ่งน้ำเล็กน้อยที่เตียงอาจทำให้น้ำแข็งเลื่อนได้” กล่าว ผู้เขียนนำการศึกษา Eliza Dawson นักศึกษาปริญญาเอกสาขาธรณีฟิสิกส์ “เราสนใจที่จะเรียนรู้ว่าเอฟเฟกต์การละลายจะมีขนาดใหญ่เพียงใด และส่วนใดของแผ่นน้ำแข็งที่อาจอ่อนไหวที่สุด”

นักวิจัยได้จำลองการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ฐานของแอนตาร์กติกาตามการเปลี่ยนแปลงของแรงเสียดทานที่เกิดจากแผ่นน้ำแข็งที่เลื่อนผ่านพื้นดินด้านล่าง การจำลองเผยให้เห็นว่าในแอนตาร์กติกาตะวันออก ซึ่งปัจจุบันถือว่าเป็นพื้นที่ที่ค่อนข้างคงที่เมื่อเทียบกับแอนตาร์กติกาตะวันตก พื้นที่เอนเดอร์บี-เคมป์ และจอร์จ วี แลนด์ จะอ่อนไหวต่อการละลายที่เตียงมากที่สุด ภายใน George V Land พวกเขายังเน้นย้ำถึง Wilkes Basin ว่าสามารถเป็นผู้มีส่วนร่วมระดับน้ำทะเลได้หากเกิดการละลาย ซึ่งเป็นคุณลักษณะที่เทียบได้กับขนาดกับ Thwaites Glacier ที่พัฒนาอย่างรวดเร็วและไม่เสถียรใน West Antarctica

“ตอนนี้ทั้งชุมชนกำลังมุ่งเน้นไปที่ Thwaites” Schroeder ซึ่งเป็นรองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้ากล่าว “แต่บางส่วนของภูมิภาคที่มักจะต้องสงสัยสำหรับการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่และมีผลกระทบนั้นไม่ใช่พื้นที่ที่ยั่วยุและมีผลกระทบมากที่สุดในการศึกษาครั้งนี้”

เรื่องอุณหภูมิ

เนื่องจากที่ตั้งของทวีปแอนตาร์กติกาและสภาวะที่รุนแรง ข้อมูลเกี่ยวกับแผ่นน้ำแข็งจึงเบาบาง แม้แต่น้อยคนรู้จักเกี่ยวกับดินแดนใต้ส่วนหน้าที่เป็นน้ำแข็ง

“การวัดขนาดเตียงเป็นความพยายามครั้งใหญ่ในสถานที่ห่างไกลเหล่านี้ เรามีเทคโนโลยีที่จะทำ แต่คุณจำเป็นต้องเลือกจุดนั้นจริงๆ และบางครั้งอาจต้องใช้เวลาหลายปี และแคมป์ภาคสนาม และอุปกรณ์พิเศษในการทำเช่นนั้น” ชโรเดอร์ กล่าวว่า. “มันยากและมีราคาแพง”

ในการเติมช่องว่างข้อมูล นักวิจัยอาศัยฟิสิกส์ว่าน้ำแข็งสไลด์อย่างไร – การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิส่งผลต่อวิธีที่แผ่นน้ำแข็งไหลและวิวัฒนาการอย่างไร ในงานที่ตามมา ผู้เขียนวางแผนที่จะพัฒนาและใช้  วิธีการวิเคราะห์ด้วยเรดาร์  เพื่อศึกษาอุณหภูมิของแผ่นน้ำแข็งในพื้นที่วิกฤติเหล่านี้

“คุณจำเป็นต้องรู้ภูมิภาคที่มีความสำคัญ และนั่นคือการมีส่วนร่วมที่เปลี่ยนแปลงของบทความของ Eliza” ชโรเดอร์กล่าว “มันถามคำถามกว้าง ๆ เหล่านี้: มันสำคัญไหม? และถ้ามันสำคัญที่ไหน? เราหวังว่าแนวทางนี้จะช่วยให้ชุมชนมีลำดับความสำคัญในการค้นหาและเหตุผล และเพื่อหลีกเลี่ยงการเข้าไปในตรอกซอกซอย”

ยักษ์หลับ?

ในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบว่ากองกำลังใดสามารถกระตุ้นการละลายที่เตียงได้มากที่สุดในบริเวณที่อาจมีความอ่อนไหวตามที่ระบุไว้ในการศึกษานี้ หรือจะสามารถทำได้เร็วเพียงใด ตัวขับเคลื่อนที่เป็นไปได้อย่างหนึ่งคือการเปลี่ยนแปลงสภาพมหาสมุทร ซึ่งเป็นกรณีที่อื่นในทวีปแอนตาร์กติกา

“น้ำทะเลอุ่นไม่จำเป็นต้องไปถึงบริเวณแอนตาร์กติกาตะวันออกเช่นเดียวกับในส่วนต่างๆ ของแอนตาร์กติกาตะวันตก แต่ก็อยู่ใกล้ ดังนั้นจึงมีศักยภาพที่อาจเปลี่ยนแปลงได้” ชโรเดอร์กล่าว “เมื่อคุณพิจารณางานทางทฤษฎีล่าสุดที่แสดงให้เห็นว่ากระบวนการระบายความร้อนที่เตียงสามารถกระตุ้นได้ง่าย แม้จะเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติก็ตาม มันทำให้การละลายของแผ่นน้ำแข็งในระยะเวลาอันใกล้ดูเหมือนสวิตช์พลิกได้ง่ายกว่าที่เราคิดไว้มาก ”

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการวัด ทำความเข้าใจ และจำลองอุณหภูมิที่ฐานของแผ่นน้ำแข็งมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจอนาคตของเรา เนื่องจากความไม่แน่นอนที่ใหญ่ที่สุดในการคาดการณ์การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลคือผลของกระบวนการที่สามารถเปลี่ยนพฤติกรรมของแผ่นน้ำแข็งขนาดใหญ่ได้ เช่น กรีนแลนด์และแอนตาร์กติกา

Dawson กล่าวว่า “จำเป็นต้องมีการทำงานที่ตามมาเพื่อตรวจสอบพื้นที่เหล่านี้อย่างละเอียดยิ่งขึ้นซึ่งเอกสารนี้ระบุ “การแสดงให้เห็นว่าการละลายที่เตียงอาจทำให้สูญเสียมวลจากแผ่นน้ำแข็งเป็นกระบวนการที่ชุมชนจำเป็นต้องเข้าใจและเริ่มมองจริงๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่เสี่ยงเหล่านี้”

Schroeder ยังเป็นคณะในเครือของ  Institute for Human-Centered Artificial Intelligence (HAI)  และเพื่อนศูนย์ที่  Stanford Woods Institute for the Environmentด้วย มารยาท ผู้เขียนร่วมในบทความนี้มาจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งจอร์เจีย มหาวิทยาลัยแทสเมเนีย และวิทยาลัยดาร์ตมัธ

งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนโดย National Science Foundation Graduate Research Fellowship, National Science Foundation Award No. 1745137 และ NASA Cryospheric Science Program

สื่อติดต่อ

Eliza Dawson, Stanford Doerr School of Sustainability:  ejdawson@stanford.edu

Dustin Schroeder, Stanford Doerr School of Sustainability: (650) 725-7861, (440) 567-8343 (เซลล์); dustin.m.schroeder@stanford.edu

Danielle Torrent Tucker, โรงเรียนความยั่งยืน Stanford Doerr: (650) 497-9541; dttucker@stanford.edu

หน้าแรก