Nova studija koju su vodili istraživači sa Univerziteta Braun nudi sveže uvide u sile iznad i ispod površine okeana koje utiču na to kako se morski led kreće i raspršuje u Arktičkom okeanu, koji se zagreva duplo brže od globalnog proseka.
Detaljna analiza otkriva kako lokalne plimne struje snažno utiču na kretanje leda na njegovom putu i pruža pogled bez presedana na to kako sastav morskog dna izaziva neke od najnaglijih promena.
Podaci iz studije mogu se primeniti za poboljšanje složenih kompjuterskih simulacija koje se koriste za predviđanje stanja morskog leda na Arktiku, a dugoročno gledano, rezultati mogu pomoći da se razjasni kako klimatske promene menjaju Arktik i da informišu o budućim klimatskim predviđanjima.
„Led očigledno oseća uticaj dna okeana“, rekao je Danijel Votkins, postdoktorski istraživač u Braunu i glavni autor nove studije objavljene u Geophisical Research Letters. „Pejzaž na dnu okeana, poput kanjona i kontinentalnih polica, utiče na plime i oseke i druge okeanske struje. I dok pluta, morski led prelazi preko mnogih različitih podmorskih karakteristika. Vidimo oštre promene u dinamici morskog leda čim se dolazi do onih podmorskih karakteristika.“
Koristeći podatke iz najvećeg niza plutača morskog leda, zajedno sa 20 godina satelitskih snimaka, istraživači su ispitali kretanje morskog leda dok je lebdio iz Arktičkog okeana kroz dubokovodni prolaz nazvan Framski moreuz i na kraju u Grenlandsko more . Analiza je otkrila uticaj morskog dna na neke od najoštrijih promena koje utiču na morski led, kao što su dramatični dobici u brzini ili pokretima koji primoravaju led da se zbije zajedno ili čak raspadne.
„Ono što vidimo sa ovim skupom podataka je prelaz sa centralnog Arktika, gde se led uglavnom kreće kao celina i prati obrasce vetra, ka oblastima gde vidimo mnogo jače uticaje okeanskih struja“, rekao je Votkins.
Arktik je deo sveta koji se najbrže zagreva i odavno je poznato da morski led u regionu igra važnu ulogu u klimi planete. Na primer, led deluje kao reflektujuća površina koja odbija koliko sunčeve svetlosti apsorbuje Zemlja. Kako nestaje, više sunčeve svetlosti se apsorbuje, što dovodi do toplije planete. Mnogi naučnici takođe očekuju da će, kako arktički led nestane, vreme širom severne hemisfere biti pogođeno, stvarajući periode velike hladnoće, kažnjavajući toplotne talase i katastrofalne poplave.
Sa studijom, istraživači su želeli da dublje uđu u promene koje se dešavaju u ovom kritično važnom delu Zemlje. Većina podataka za studiju prikupljena je tokom najveće polarne ekspedicije u istoriji — Multidisciplinarne opservatorije za drifting za proučavanje arktičke klime.
Tokom ekspedicije, timovi istraživača su se smenjivali i proveli godinu dana plutajući morskim ledom na masivnom nemačkom ledolomcu u Arktičkom okeanu. Votkins je bio tamo dve nedelje u oktobru 2019. kako bi pomogao u instaliranju mreže autonomnih senzora oko baznog kampa. Dok je bio tamo, Votkins je koordinirao letove helikoptera do udaljenih mrlja morskog leda, radio sa analitičarima na pronalaženju odgovarajućih mesta za instrumente i bove i rasporedio ih na ledu.
Tokom celogodišnje ekspedicije raspoređeno je 214 plutača, uključujući 51 tokom Votkinsovog mandata u ekspediciji. Studija je zasnovana na GPS podacima prenetim sa seta od 108 plutača koje su odlutale iz centralnog Arktika kroz moreuz Fram u Grenlandsko more.
Najveći fokus je bio na onome što je poznato kao marginalne ledene zone u Grenlandskom moru i Framskom moreuzu, koji je prelazna zona između otvorenog okeana bez leda i grudnog leda centralnog Arktika.
Kao deo svoje analize, grupa je takođe analizirala satelitska merenja napravljena od 2003. do 2020. kako bi podatke koje su bove prikupile tokom godine stavila u istorijski kontekst. Satelitski podaci pomogli su da se potvrde oštre promene u brzini leda i kretanju leda koje se mogu objasniti samo uticajem morskog dna na morski led.
Na primer, posmatrajući podatke iz oblasti severoistočno od Svalbarda u Norveškoj, istraživači su primetili da se brzina leda naglo povećala iako se vetar nije promenio. To je značilo da je led bio gurnut okeanskim strujama, tako da je tim dublje ušao da pronađe gde se to dešava i kako.
Otkrili su da se morski led ubrzava tamo gde se završava Transpolarni tok, jedna od glavnih struja Arktičkog okeana, i brza istočnogrenlandska struja, koja se formira usled kombinacije Zemljine rotacije i ivice epikontinentalnog pojasa na morsko dno, počinje. Analiza pokazuje kako morski led reaguje na različite okeanske struje i da morsko dno igra ulogu.
„Na početku ovog putovanja skoro da nije bilo razlike u brzini zanošenja na čitavom setu bova“, rekao je Votkins. „Onda u suštini postoji jedan dan kada je vetar utihnuo i led je naleteo na tu graničnu struju i samo je poleteo. Bilo je to kao promena od jednog dana do sledećeg u onome što je guralo led.“
Kao sledeće korake, istraživači planiraju da rade sa programerima modela kako bi pomogli da se podaci iz studije implementiraju u prognoze o tome kako će se led kretati i gde će završiti. Takođe planiraju da dalje razviju alat za praćenje ledenih ploha za praćenje kretanja pojedinačnih komada leda. Alat bi pomogao istraživačima da vide detalje kretanja leda koji su nevidljivi standardnim pristupima.
„Nadamo se da ćemo razumeti promenljivu fiziku leda na Arktiku koji se zagreva i da je iskoristimo da pomognemo da naši modeli te fizike budu bolji“, rekao je Votkins.
Zajedno sa Votkinsom, drugi istraživači uključeni u studiju uključivali su Moniku Martinez Vilhelmus, pomoćnicu profesora inženjerstva i višeg autora studije, kao i Angelu C. Bliss iz NASA-inog Centra za svemirske letove Godard i Dženifer K. Hatchings sa Univerziteta Oregon State.
