On vakiintunutta, että tulevina vuosina kasvavat hiilidioksidimäärät ilmassa aiheuttavat ilmastonmuutoksen, mikä johtaa jääkorkkien sulamiseen kiihtyneellä nopeudella ja maailman merenpinnan nousuun. Uusi tieteellinen löytö kuitenkin viittaa huolestuttavaan, täysin erilliseen hiilen välittömään vaikutukseen jäällä - sellaiseen, jolla ei ole mitään tekemistä lämpenemisen kanssa.
Kuten eilen julkaisussa Journal of Physics D julkaistiin, MIT: n tutkijat ovat havainneet, että pelkkä hiilidioksidipitoisuuksien läsnäolo aiheuttaa jään heikentymisen huomattavasti, materiaalin lujuuden ja murtolujuuden ollessa alhainen lämpötilasta riippumatta. Jos ilmassa on riittävästi hiilidioksidia, tämä yksin voisi tehdä jäätiköistä todennäköisempiä jakautumaan ja murtumaan. Lisää siihen, että globaalit lämpötilat jatkavat lämpenemistä - etenkin napojen ympärillä - ja näiden kahden tekijän yhdistelmä voi tarkoittaa, että jääkorkit sulavat jopa nopeammin kuin asiantuntijat ovat aiemmin ennustaneet.
"Jos jäälakit ja jäätiköt jatkaisivat halkeilua ja hajoamista paloiksi, niiden ilmalle altistuva pinta-ala kasvaa huomattavasti, mikä voi johtaa kiihtyneeseen sulamiseen ja huomattavasti pienentyneeseen peittoalueeseen maan päällä", kertoi tutkimuksen johtava kirjoittaja., Markus Buehler. "Asiantuntijoiden on vielä tutkittava näiden muutosten vaikutukset, mutta ne saattavat vaikuttaa globaalin ilmaston muutoksiin."
Buehler ja hänen tekijänsä Zhao Qin käyttivät tietokonesimulaatioita atomitasolla arvioidakseen jään lujuuden dynamiikkaa hiilidioksidin eri pitoisuuksien läsnäollessa. He havaitsivat, että kaasu vähentää jään lujuutta häiritsemällä vedysidoksia, jotka pitävät vesimolekyylejä yhdessä jääkiteessä. Erityisesti atomitasolla hiilidioksidi kilpailee sitoutuneiden vesimolekyylien kanssa ja riittävän korkeissa pitoisuuksissa syrjäyttää ne sidoksista ja ottaa niiden paikalleen.
Hiilidioksidimolekyylit alkavat tunkeutua jääpalaan ulkoreunaan, sitten jakaa sen hitaasti toisistaan siirtymällä sisäänpäin halkeaman muodostuessa. Näin tehdessään ne houkuttelevat vesimolekyylejä ulospäin reunaan muodostamalla sidoksia vesimolekyylien vetyatomien kanssa, jättäen katkenneet sidokset kiteiseen rakenteeseen ja vähentämällä jään lujuutta kokonaisuutena. Simulaatiot osoittivat, että jään, joka on suodatettu hiilidioksidilla siihen pisteeseen, että kaasu vie kaksi prosenttia tilavuudestaan, on karkeasti noin 38 prosenttia.
"Jonkin verran hiilidioksidin aiheuttama jään murtuma on samanlainen kuin korroosion aiheuttama materiaalien hajoaminen, esimerkiksi auton, rakennuksen tai voimalaitoksen rakenteessa, jossa kemialliset aineet" kitkeilevät "materiaaleja, jotka heikentyvät hitaasti, ”Buehler kertoi ympäristötutkimusverkosta . Koska jäätiköt alkavat tyypillisesti hajota pienten halkeamien muodostumisen vuoksi, tutkijoiden mukaan tämä voi johtaa lisää suuria murtumia, kuten hiljattain Etelämantereella tapahtunut murtuma, joka tuotti New Yorkin osaa suuremman fragmentin.
Koska löytö on ensimmäinen todiste tästä ilmiöstä, on liian aikaista sanoa, kuinka paljon se nopeuttaa jään sulamista aiempien ennusteiden ulkopuolella. On kuitenkin olemassa useita mekanismeja, joiden avulla se voi johtaa asiantuntijoita tarkistamaan ylöspäin arvioitaan jää sulamisesta ja merenpinnan noususta, kun kasvihuonekaasupäästöt lisääntyvät jatkuvasti.
Ilmeisen - että lämpimämpi ilma ja heikompi jää tarkoittaa nopeampaa sulamisastetta - lisäksi tosiasia, että jäämallilla on tärkeä rooli heijastaessa auringonvaloa takaisin avaruuteen. Tällä hetkellä ne kattavat noin seitsemän prosenttia maan pinnasta, mutta heijastavat 80 prosenttia auringonsäteistä. Tämä johtuu siitä, että jään kirkkaan valkoinen väri auttaa sitä heijastamaan valoa tehokkaammin kuin melkein kaikki muut maapeitteet.
Jos hiilidioksidipitoisuuden lisääntyminen ja lämpimät lämpötilat aiheuttavat jään sulamisen odottamattomasti nopeasti, tämä kirkas valkoinen jää korvataan tummalla valtamerellä. Yhä enemmän auringonvaloa pääsee ilmakehään ja pysyy siinä, aiheuttaen siten yhä enemmän lämpenemistä. Tämä positiivisen palautteen silmukka voisi olla yksi pelätyistä ”kärkipisteistä”, joita klimatologien pelkäämat voivat lähettää ilmastoamme hallitsemattomalla tiellä kohti onnettomuutta.
Koska paperi käsittelee vain jäätä mikroskooppisella tasolla, seuraava vaihe olisi testata lisääntyneiden hiilidioksidipitoisuuksien vaikutusta jäällä laboratorioympäristössä sen tarkistamiseksi, pitävätkö simuloidun mallin vaikutukset paikkansa. Tietenkin, jos mikään ei muutu hiilidioksidipäästöjen suhteen, meillä on hyvinkin mahdollisuus nähdä, esiintyvätkö nämä vaikutukset paljon suuremmassa mittakaavassa - maailman jäätiköissä ja napajäätiköissä.
