Vuonna 1974, vain muutama vuosi ensimmäisen Landsat-satelliitin laukaisun jälkeen, tutkijat huomasivat jotain outoa Weddellinmerellä lähellä Antarktista. Jääpaketin keskellä oli suuri jäämätön alue, nimeltään polynya. Polynya, joka kattoi niin suuren alueen kuin Uusi-Seelanti, ilmestyi uudelleen vuosien 1975 ja 1976 talvina, mutta sitä ei ole nähty sen jälkeen.
Asiaan liittyvä sisältö
- Ota ihana kahden minuutin kiertue Antarktikaan ilmasta
- Miksi Antarktikan merijää kasvaa lämpötilan noustessa?
Tutkijat tulkitsivat polyteenin katoamisen merkiksi siitä, että sen muodostuminen oli luonnostaan harvinainen tapahtuma. Luonnon ilmastomuutosta käsittelevät tutkijat ovat kuitenkin eri mieltä siitä, että polynyan ulkonäkö oli aiemmin paljon yleisempää ja että ilmastomuutos tukahduttaa sen muodostumisen.
Lisäksi polynyanin poissaololla voi olla vaikutuksia valtameren virtausten laajaan kuljetushihnaan, jotka siirtävät lämpöä ympäri maailmaa.
Satelliittikuvien avulla tutkijat löysivät jäättömän alueen Weddellinmerestä (vasen yläosa) Etelämantereen talvina vuosina 1974 - 1976. (Luottamus: Claire Parkinson (NASA GSFC)) Napojen pintainen merivesi on yleensä suhteellisen raikas sateiden vuoksi ja koska merijää sulaa siihen, mikä tekee siitä erittäin kylmän. Seurauksena on, että pinnan alapuolella on kerros hiukan lämpimämpää ja suolaisempaa vettä, jota ei ole suodatettu sulamalla jäätä ja sateita. Tämä korkeampi suolapitoisuus tekee siitä tiheämmän kuin vesi pinnalla.
Tutkijoiden mielestä Weddell-polynya voi muodostua, kun valtameren virtaukset työntävät näitä tiheämpiä pintavesiä Maudin nousuna tunnettua vedenalaista vuoriketjua vasten. Tämä pakottaa veden pintaan asti, missä se sekoittuu ja lämmittää kylmempiä pintavesiä. Vaikka se ei lämmitä ylimpiä vesikerroksia tarpeeksi, jotta henkilö voi mukavasti uida, se riittää estämään jään muodostumisen. Mutta kustannuksin - nousevan pintaveden lämpö hajoaa ilmakehään pian sen jälkeen, kun se on saavuttanut pinnan. Lämpöhäviö pakottaa nyt viileän, mutta silti tiheän veden uppoutumaan noin 3000 metriä ruokkimaan valtavaa, erittäin kylmää vedenalaista valtamerta nykyinen nimeltään Etelämantereen pohjavesi.
Etelämantereen pohjavesi leviää maailmanmeressä yli 3000 metrin syvyydessä ja toimittaa happea näihin syviin paikkoihin. Se on myös yksi maailmanlaajuisen termohaliinikiertämisen veturista, suuri valtameren kuljetinhihna, joka siirtää lämpöä päiväntasaajasta kohti napoja.
Pinta- ja syvänmeren virtojen verkko siirtää vettä ja lämpöä ympäri maailmaa. (Luotto: NASA / Robert Simmonin kartta, mukautettu IPCC 2001: stä ja Rahmstorf 2002: sta) Mutta jotta sekoittuminen tapahtuisi Weddellinmerellä, valtameren veden yläkerroksen on oltava tiheämpää kuin sen alla oleva kerros, jotta vedet voivat uppoaa.
Montrealin McGill-yliopiston Casimir de Lavergne -yrityksen kanssa Montrealin kollegoiden kanssa aloitettiin selvittääkseen mitä Weddellinmerellä on tapahtunut, analysoimalla lämpötila- ja suolapitoisuusmittauksia, jotka alukset ja robottikellukset ovat keränneet tällä alueella vuodesta 1956 lähtien - kymmeniä tuhansia tietopisteitä. Tutkijat havaitsivat, että Weddell-polynya-alueen pintavesikerros on ollut vähemmän suolainen 1950-luvulta lähtien. Makeanvesi on vähemmän tiheää kuin suolavesi, ja se toimii Weddell-järjestelmän kantena, tarttumalla lämpimiin pintavesiin ja estäen niitä pääsemästä pintaan. Se puolestaan lopettaa sekoittumisen, joka tuottaa Etelämantereen pohjavettä kyseiselle paikalle.
Tuon makean veden lisääntyminen on peräisin kahdesta lähteestä: Ilmastomuutos on vahvistanut maailmanlaajuista vesisykliä lisäämällä sekä haihtumista että sademäärää. Ja Etelämantereen jäätiköt ovat poikineet ja sulavat nopeammin. Tutkijat huomauttavat, että molemmat lähteet myötävaikuttavat enemmän makean veden tuottamiseen Weddellinmereen kuin se, mitä alueella aiemmin koettiin.
De Lavergne ja hänen kollegansa kääntyivät 36 ilmastomallin tutkimiseen, mitä tulevaisuus voi pitää tässä järjestelmässä. Ne mallit, jotka ennustavat, että kuivat maailmanpaikat yleensä kuivuvat ja märät paikat kastuvat, osoittavat, että tällä eteläisen valtameren alueella sataa tulevaisuudessa vielä enemmän sateita. Malleissa ei ole sulavia jäätiköitä, mutta niiden odotetaan lisäävän makeaa vettä, mikä voi tutkijoiden mukaan tehdä järjestelmän kannen vielä vahvemmaksi.
Veden sekoittumisen heikentyminen Weddellinmerellä voisi selittää ainakin osittain Etelämantereen pohjavesien supistumisen vuonna 2012. "Pienentynyt konvektio vähentäisi Etelämantereen pohjavesien muodostumisnopeutta", de Lavergne sanoo. Se "voisi aiheuttaa heikentymisen termohaliinikierron alemmassa haarassa".
Tuo alahaara on serkku samanlaiselle konvektioprosessille, joka tapahtuu Pohjois-Atlantin Labradorinmerellä, missä arktisen alueen kylmä vesi uppoaa ja ajaa syviä virtauksia etelään. Jos tämä syvän veden lähde suljetaan ehkä makean veden virtauksen vuoksi, tutkijat ovat sanoneet, että tulokset voivat olla tuhoisia etenkin Euroopalle, jota tämä lämmön ja veden liikkuminen pitää lämpimänä. Ilmastotutkijat pitävät tätä skenaariota erittäin epätodennäköisenä, mutta ei mahdollisuuksien ulkopuolella. Ja jopa heikentyneellä järjestelmällä voi olla vaikutuksia ilmastoon ja säähän ympäri maailmaa.
Välittömästi, mutta sekoittumisen heikkeneminen Weddellinmerellä voisi osaltaan vaikuttaa eräisiin ilmastosuuntauksiin, joita havaittiin Antarktis ja eteläinen valtameri. Pitämällä lämpimät merivedet loukussa, heikentyminen voi selittää pinnan lämpenemisen hidastumisen ja merijään laajentumisen, tutkijat huomauttavat.
Weddellinmeren sekoittumisen heikentyminen on myös pitänyt loukussa kaiken lämmön ja hiilen, jotka ovat varastoituneet näihin syvempiin meriveden kerroksiin. Jos muodostanee uusi jättiläinen polynya, mikä on epätodennäköistä, mutta mahdollista, tutkijat varoittavat, se voisi vapauttaa lämpenemispulssin planeetalla.
