В 2015 году, после десятилетий относительной стабильности, морской лед в Антарктиде начал стремительно исчезать. В 2023 году площадь морского льда достигла рекордно низкого значения, и теперь ученые выяснили, что происходило в этот период.
В 2015 году площадь морского льда в Антарктиде начала резко сокращаться после десятилетий сопротивления глобальному потеплению. Теперь исследователи знают, почему так произошло.
Исследование, опубликованное 8 мая в журнале Science Advances, показало, что морской лёд в Антарктике не устоял перед сильными ветрами, которые нарушили слои Южного океана, заменив холодную и относительно пресную поверхностную воду более тёплой и солёной, что привело к первоначальному таянию. По мере того как площадь морского льда с годами сокращалась и он всё меньше отражал солнечный свет, океан поглощал всё больше тепла, что привело к его таянию в гораздо больших масштабах, чем ожидали учёные.
Исследование выявило три этапа сокращения площади морского льда в Антарктике в период с 2013 по 2023 год. Предыдущие данные показывают, что в феврале 2023 года площадь морского льда достигла рекордно низкого значения, а в июле того же года, в разгар зимы, в Антарктике не хватало куска льда размером с Западную Европу. С тех пор ситуация на континенте не улучшилась: в 2024 году площадь морского льда достигла почти рекордно низкого значения и в 2025 году и в начале 2026 года оставалась ниже среднего показателя за период с 1981 по 2010 год.
«Система ведет себя по-другому, — сказал Live Science первый автор исследования Адитья Нараянан, океанограф из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии и Саутгемптонского университета в Великобритании. — Очевидно, что-то изменилось».
(Изображение предоставлено Европейским союзом, данные Службы по изменению климата «Коперник»)
Чтобы выяснить, что стало причиной столь внезапной и стремительной потери морского льда, Нараянан и его коллеги использовали модель и данные наблюдений со спутников и датчиков в Южном океане. Исследователи подставили в модель реальные данные, чтобы скорректировать ее результаты и приблизить их к тому, что ученые наблюдали в Антарктиде с 2015 года.
«Модель, которую мы использовали, — это своего рода гибрид, — сказал Нараянан. — Она обрабатывает все данные наблюдений, которые мы в нее загружаем, а также использует численную модель, во многом похожую на климатическую».
Фаза 1: западные ветры гонят поверхностные воды на север
Как и в реальной жизни, в период с 2013 по 2015 год площадь морского льда в модели увеличилась. В этот период поверхность Южного океана была холодной и относительно пресной, но моделирование показало, что теплый соленый слой, расположенный глубоко под поверхностью, поднимался и размывал зимний слой воды — толщу холодной воды, которая до недавнего времени служила барьером, защищавшим поверхностные воды от более теплых глубинных.
Соавтор исследования Тео Спира, научный сотрудник Института Альфреда Вегенера при Центре полярных и морских исследований имени Гельмгольца в Германии, сообщил в мартовской статье, что с 2005 года зимний слой воды истончается. По словам Нараянана, это связано с тем, что западные ветры в Южном полушарии, которые дуют в восточном направлении вокруг Антарктиды, усиливаются из-за озоновой дыры над континентом. Озоновая дыра усилила антарктический полярный вихрь, который, в свою очередь, усилил западные ветры.
Сильные западные ветры вокруг Антарктиды смещают поверхностные воды на север, из-за чего вода на глубине поднимается, чтобы занять их место. Этот процесс происходит очень медленно, и в 2000-х и начале 2010-х годов Южный океан отреагировал на усиление ветров увеличением площади морского льда, поскольку холодная пресная вода распространялась дальше вдоль берегов замёрзшего континента, рассказал Нараянан.
«В научной литературе уже высказывалась гипотеза о том, что при усилении ветра океан реагирует на это в двух разных временных масштабах, — сказал он. — Сразу же наблюдается рост площади морского льда. Но если ситуация сохраняется в течение нескольких лет или даже десятилетий, реакция становится более медленной». Это занимает некоторое время, но суть в том, что тепло, которое находится в глубинах океана, начинает подниматься вверх просто потому, что вы перемещаете воду.
Фаза 2: теплые воды поднимаются и вызывают таяние льда
В 2015 году западные ветры усилились, ускорив отток поверхностных вод от Антарктиды и подъем более теплых и соленых слоев на их место. К этому моменту озоновая дыра начала затягиваться, но атмосфера продолжала нагреваться из-за выбросов парниковых газов человеком, которые усиливают западные ветры, говорит Нараянан.
Модель показала, что теплая соленая вода проникала в зимний слой воды и поднималась на поверхность, где из-за сильных ветров происходил турбулентный обмен. «После 2015 года мы отчетливо видим усиление перемешивания тепла и соли снизу, — говорит Нараянан. — Наше исследование подтверждает, что причиной таяния морского льда был этот тепловой поток снизу».
Соль ослабила слои, которые естественным образом образуются в Южном океане, а это значит, что после первого прорыва в 2015 году больше тепла и соли могло проникнуть наверх. Исследование показало, что этот механизм обратной связи ускорил таяние морского льда, особенно в Восточной Антарктиде.
Фаза 3: тепло и соль запускают обратные связи
К 2018 году в Антарктиде растаяло столько морского льда, что его сокращение стало самоподдерживающимся процессом.
Таяние морского льда уменьшило количество солнечного света, отражаемого этой белой поверхностью в космос, и увеличило количество тепла, поглощаемого Южным океаном, особенно летом. Из-за этого каждую последующую осень морской лед образовывался позже, поскольку океану приходилось отдавать избыточное тепло атмосфере, прежде чем он мог сформировать морской лед. По словам Нараянана, чем позже в году образуется морской лед, тем меньше его площадь и тем больше тепла поглощает океан.
В период с 2013 по 2015 год (синий цвет) площадь морского льда увеличилась по сравнению со средним показателем за период с 1979 по 2012 год (серый). Затем, в 2016 году, площадь морского льда опустилась ниже среднего многолетнего значения (оранжевый). А в 2023 году площадь морского льда достигла рекордно низкого значения (красный).
(Изображение предоставлено Национальным центром данных по снегу и льду)
Морской лед является источником пресной воды, когда он тает летом, и раньше это помогало поддерживать низкую температуру и относительную свежесть поверхности Южного океана. Но чем меньше морского льда образуется осенью и зимой, тем меньше пресной воды поступает в Южный океан, поддерживая его естественные слои. «Чем более соленым становится верхний слой океана, тем слабее вертикальное расслоение и тем интенсивнее вертикальное перемешивание», — говорит Нараянан.
Именно это привело к рекордно низкому уровню морского льда в 2023 году. И если люди продолжат выбрасывать в атмосферу парниковые газы, надежды на восстановление Антарктиды мало, потому что наши выбросы усиливают западные ветры и нагревают атмосферу, говорит Нараянан.
«Если мы не сократим выбросы, морской лед будет отступать все дальше и дальше от материка, но я не уверен, насколько быстро это произойдет», — сказал он.
Неопределенное будущее
Изменение климата, как ожидается, приведет к увеличению количества осадков над Южным океаном, что может нейтрализовать влияние западных ветров на морской лед. Таяние антарктических ледников и ледниковых щитов может привести к восстановлению слоев океана. Поэтому пока неясно, достигла ли Антарктида переломного момента, говорит Нараянан.
«Это коллапс? Пока нет, — сказал он, — но в настоящее время замерзший континент полностью вышел из строя и ведет себя как «новая система».
Антарктический морской лёд претерпевает значительные изменения из года в год, поэтому было бы упрощением рассматривать эту систему как переломный момент, считает Ариан Пурич, старший преподаватель и климатолог из Университета Монаша в Австралии, не принимавший участия в исследовании.
«Что касается антарктического морского льда, то вместо того, чтобы говорить о переломном моменте, мы можем говорить о резком изменении, — сообщил Пурич в электронном письме для Live Science. — Появляется все больше свидетельств того, что антарктический морской лед претерпел резкое изменение и перешел в новое состояние с низким уровнем покрытия. Главный вопрос заключается в том, останется ли морской лед в этом состоянии относительно стабильным или продолжит сокращаться в ближайшие годы».
За последние 50 лет Южный океан поглотил примерно 75% избыточного тепла, содержащегося в атмосфере, и морской лёд играет в этом процессе важную роль. При образовании морского льда выделяется соль, которая создаёт плотные течения, направленные на север, которые переносят тепло и углерод из атмосферы в глубины океана.
По мере таяния морского льда концентрация соли в Южном океане снижается, из-за чего вода не опускается на дно и не накапливает тепло и углерод на глубине. «Это вызывает беспокойство, если [таяние морского льда] изменит баланс и снизит способность Южного океана накапливать тепло и углерод на глубине», — сказал Нараянан.
От морского льда зависит выживание многих организмов, в том числе криля, дельфинов, китов и пингвинов. Исчезновение морского льда уже повлияло на экосистему Антарктиды, вызвав массовую гибель пингвинов.
Резкий переход от большого количества морского льда в 2000-х и начале 2010-х годов к рекордно малому его количеству в середине 2020-х «является одним из крупнейших современных климатических сдвигов в системе Земли», — пишут Нараянан и его коллеги в своём исследовании. Это может привести к целому ряду нежелательных последствий, в том числе к меньшему накоплению углерода и тепла, усилению глобального потепления, деградации экосистем и обнажению антарктических шельфовых ледников из-за таяния морского льда. Сообщает livescience
.png "Получай новости на почту. Подписаться")
