(Scripps Oceanography/YouTube) Seit Jahrzehnten wärmere Gewässer sickert in den Arktischen Ozean stellen eine zunehmende Bedrohung für das arktische Meereis dar, wobei Wissenschaftler voraussagen, dass der Eisbeutel im Sommer vollständig vom Meer verschwinden könnte Mitte des nächsten Jahrzehnts .
Forscher haben nun einen der Mechanismen aufgedeckt treibt diese Katastrophe voran Dabei wurde festgestellt, wie „Hitzebomben“ aus warmem, salzigem Wasser aus dem Pazifischen Ozean in den kalten Arktischen Ozean strömen und das darüber liegende Eis von unten über Monate oder sogar Jahre hinweg erhitzen.
„Die Geschwindigkeit der beschleunigten Meereisschmelze in der Arktis war schwer genau vorherzusagen, was zum Teil auf die komplexen lokalen Rückkopplungen zwischen Eis, Ozean und Atmosphäre zurückzuführen ist.“ sagt physikalische Ozeanographin Jennifer MacKinnon von der Scripps Institution of Oceanography an der UC San Diego.
„Diese Arbeit zeigt die große Rolle, die das Meerwasser im Rahmen dieser Rückkopplungen bei der Erwärmung spielt.“
Diese wirbelnden Hitzebomben können Monate bis Jahre andauern, bewegen sich weit nach Norden unter dem Haupteis in der Nähe des Nordpols und destabilisieren das Eis, während die Hitze in ihnen allmählich, aber stetig nach oben diffundiert. pic.twitter.com/yPABP7uPg9
— Scripps Institution of Oceanography (@Scripps_Ocean) 23. April 2021
Im Jahr 2018 besuchte MacKinnon als leitender Wissenschaftler einer Forschungsexpedition an Bord eines Wohnmobils den Arktischen Ozean Sikuliaq im Rahmen Geschichtete Ozeandynamik der Arktis (SODA), ein multiinstitutionelles Projekt, das vom US Office of Naval Research finanziert wird.
Eines der Ziele bestand darin, mehr darüber zu erfahren, wie wärmere Wasserströme aus dem Pazifischen Ozean über die Beringstraße in den Arktischen Ozean gelangen und „beispiellose Wärmemengen“ mit sich bringen, die sich über Hunderte von Kilometern in den Arktischen Ozean erstrecken Beaufort Gyre , eine riesige Meeresströmung nördlich der Küsten Alaskas und Kanadas.
Ein erstklassiges CTD-System (Leitfähigkeit-Temperatur-Tiefe), das während der SODA-Kreuzfahrt 2018 im Arktischen Ozean eingesetzt wurde. (San Nguyen)
„Dieses Wasser aus dem Pazifik bringt sowohl Wärme als auch einzigartige biogeochemische Eigenschaften mit sich und trägt dazu bei.“ sich veränderndes arktisches Ökosystem ,' die Forscher erklären in ihrer neuen Studie .
„Unsere Fähigkeit, die Rolle dieser einströmenden Wassermasse zu verstehen oder vorherzusagen, wurde jedoch durch mangelndes Verständnis der physikalischen Prozesse beeinträchtigt, die die Subduktion und Entwicklung dieses warmen Wassers steuern.“
Dank der SODA-Expedition und ihrer Vielzahl wissenschaftlicher Messungen – einschließlich der Analyse von Satellitenbildern und einer Reihe von Messwerten von Tauchsensoren und Fahrzeugen im Wasser – ist die Physik jetzt viel weniger rätselhaft.
Den neuen Beobachtungen des Teams zufolge ist das salzige, dichtere Pazifische Sommerwasser (PSW), das das Team mit a vergleicht „warmer Strahl in einem kalten Ozean“ , gleitet durch einen Subduktionsprozess unter das kühlere, frischere Wasser des Arktischen Ozeans an der Oberfläche.
Während der mäandrierende Strahl in den Wirbel strömt, verkeilen sich Taschen wärmeren Wassers – sogenannte „Hitzebomben“ – unter dem darüber liegenden frischeren Wasser, werden vertikal komprimiert und zerfallen in kleinere, rotierende Wirbel.
„Obwohl ein Teil der Wärme an die Atmosphäre verloren geht, sinkt die überwiegende Mehrheit ab, wird dem direkten Kontakt mit der Atmosphäre entzogen und anschließend gerührt und breitet sich unter der Oberfläche in Richtung des zentralen Beckens aus.“ die Autoren schreiben .
Zusätzlich zu den langfristigen Schmelzeffekten, die diese erhitzten Wirbel auf die Meereisdecke über ihnen ausüben, führt das Eindringen pazifischer Gewässer auch zu einer Mischung organischer und chemischer Stoffe in die arktische Umwelt, die deren Auswirkungen letztlich noch unbekannt sind .
Während diese neuen Erkenntnisse uns dabei helfen werden, bessere Modelle zu entwickeln, um die Physik, die künftigen Veränderungen des arktischen Meereises zugrunde liegt, genauer vorherzusagen, ist die kurzfristige Prognose im einfachsten Sinne bereits festgelegt.
„Da der Wärmegehalt des PSW zunimmt, sollte die Kombination aus PSW-Subduktion, seitlicher Bewegung und vertikaler Aufwärtsmischung zu einem Muster beschleunigter Meereisschmelze führen, die sich vom pazifischen Zufluss ausbreitet, wie in den letzten Jahrzehnten beobachtet wurde.“ Das Team kommt zu dem Schluss .
Über die Ergebnisse wird berichtet Naturkommunikation .