Morský ľad neovplyvňuje klímu len tým, že odráža slnečné žiarenie. Dôležitú úlohu zohráva aj jeho vnútorná mikroštruktúra — najmä drobné slané kanáliky, cez ktoré môže v ľade prúdiť voda. Nová štúdia naznačuje, že pri menej usporiadanom, zrnitom ľade sa tento tok spúšťa až pri približne dvojnásobnom podiele soľanky v objeme ľadu v porovnaní s usporiadaným stĺpcovitým ľadom. To je detail, ktorý môže mať dôsledky pre modely klímy aj pre to, ako sa v ľade pohybujú živiny a topiaca sa voda.
Changes in Sea Ice Microstructure Could Affect Climate Models.
Výskum publikovaný v časopise Scientific Reports nadväzuje na staršie práce o tom, kedy sa v morského ľade vytvorí dostatočne prepojená sieť brinových kanálikov, aby cez ňu mohla voda pretekať. Tentoraz sa vedci zamerali na zrnitý morský ľad, ktorý je bežnejší v Antarktíde, no podľa autorov sa stáva čoraz častejším aj v Arktíde, keď sa ľadová pokrývka stenčuje a teploty rastú.
Stephen Ackley, výskumník morského ľadu z University of Texas at San Antonio, ktorý sa na štúdii nepodieľal, upozornil, že pri hľadaní prediktívnych modelov bude potrebné zohľadniť práve štruktúrne a mikroštruktúrne podmienky ľadu. Podľa autorov štúdie totiž vyšší prah priepustnosti znamená, že v zrnitom ľade sú kanáliky menej prepojené a voda začne tiecť až vtedy, keď je v štruktúre viac soľanky.
Prečo je vnútro morského ľadu také dôležité
Morský ľad nie je pevný blok vody. Pri zamŕzaní vzniká zmes ľadových kryštálov a soľanky, ktorá sa v ľade udržiava v drobných dutinách a kanálikoch. Práve tieto priestory rozhodujú o tom, či sa cez ľad môže pohybovať voda zhora nadol.
Snímka zobrazuje: Changes in Sea Ice Microstructure Could Affect Climate Models.
V usporiadanom stĺpcovitom ľade sa kryštály vyvíjajú do dlhých, paralelných štruktúr. Takýto typ ľadu je dobre preskúmaný a v klimatických modeloch sa s ním pracuje pomerne často. V zrnitom ľade sú však kryštály malé, náhodne orientované a sieť pórov je zložitejšia. To mení spôsob, akým sa v ľade správa voda, teplo aj soľ.
Ako vedci zistili nový prah priepustnosti
Tím vedený Kennethom Goldenom z University of Utah zbieral vzorky morského ľadu počas dvoch expedícií pri východnom pobreží Antarktídy v rokoch 2007 a 2012. Vedci merali, ako rýchlo sa voda pohybovala cez brinové kanáliky v ľade. Po expedícii v roku 2012 navyše zmapovali usporiadanie ľadových kryštálov, aby mohli spojiť merania priepustnosti s mikroštruktúrou vzoriek.
Snímka zobrazuje: Most climate models are based on the assumption that the microstructure of sea ice is organized into columns, like those in the image on the left.
Výsledok ukázal, že v zrnitom ľade musí soľanka tvoriť približne 10 % objemu, aby sa voda začala pohybovať vertikálne. V stĺpcovitom ľade stačí asi 5 %. Podľa autorov to znamená, že zrnitý ľad potrebuje teplejšie alebo slanšie podmienky, aby sa v ňom vytvorila dostatočne prepojená sieť kanálikov.
Čo to môže znamenať pre topiace sa jazierka a ľadové ekosystémy
Jeden z možných dôsledkov sa týka povrchových jazierok z roztopenej vody. Ak sa takéto jazierka vytvoria na zrnitom morského ľade, môžu sa začať odvodňovať až pri vyšších teplotách než na stĺpcovitom ľade. Ak zostanú na povrchu dlhšie, môžu znižovať albedo, teda odrazivosť ľadu, a tým podporiť ďalšie pohlcovanie tepla. V klimatickom systéme ide o typ spätnej väzby, ktorá môže urýchľovať topenie.
Snímka zobrazuje: Researchers extracted blocks of ice in Antarctica with a chainsaw and poured dyed salt water on top. In this way, they observed how quickly the fluid.
Štúdia tiež naznačuje možný vplyv na riasy žijúce v ľade. Ľadové riasy sú dôležitým zdrojom potravy pre krill a kôrovce, ktoré sú zase potravou pre ryby, tučniaky a veľryby. Keďže riasy potrebujú prúdenie vody cez ľad na prísun živín, zmena priepustnosti môže ovplyvniť aj to, v akej hĺbke môžu v ľade prežívať.
Prečo klimatické modely potrebujú presnejší obraz
V širšom kontexte je táto štúdia pripomienkou, že aj malé zmeny v štruktúre ľadu môžu meniť veľké procesy. Klimatické modely často pracujú so zjednodušeniami, pretože skutočný morský ľad je mimoriadne premenlivý. Ak sa však zrnitý ľad stáva bežnejším, modely založené najmä na stĺpcovitom ľade môžu niektoré procesy opisovať nepresne.
Snímka zobrazuje: Over a dark blue-green square appear the words Special Report: The State of the Science 1 Year On.
To neznamená, že doterajšie modely sú zlé. Znamená to skôr, že pri meniacich sa podmienkach treba dopĺňať nové merania a upravovať parametre, ktoré opisujú prúdenie vody, transport tepla či výmenu soli v ľade. V klimatickom výskume sú práve takéto mikrodetailné údaje často rozhodujúce pre presnejšie odhady budúceho vývoja.
Autori aj nezávislí odborníci upozorňujú, že na stanovenie prahov priepustnosti pre celý Arktický aj Antarktický morský ľad je stále potrebných viac údajov. Veľkosť zŕn v zrnitom ľade sa môže meniť podľa teploty, podmienok vzniku aj podľa polárnej oblasti. Väčšie zrná by podľa Sønkeho Mausa z Norwegian University of Science and Technology mohli prah priepustnosti znižovať, takže voda by mohla tiecť aj pri menšom podiele soľanky, než naznačuje súčasná štúdia.
Golden zároveň uviedol, že v budúcej práci chce vyvíjať aj modely elektromagnetických vlastností stĺpcovitého aj zrnitého morského ľadu. Takéto vlastnosti sú dôležité napríklad pri určovaní hrúbky a veku ľadovej pokrývky zo satelitných dát. Aj to ukazuje, že mikroštruktúra ľadu nie je len laboratórny detail, ale parameter, ktorý môže ovplyvniť aj diaľkový prieskum Zeme.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívny
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
