Mysteriet bag kæmpe åbning i Antarktis havis løst

Forskere har opdaget den manglende brik i puslespillet bag en sjælden åbning i havisen omkring Antarktis, som var næsten dobbelt så stor som Wales og fandt sted i vintrene 2016 og 2017.

En undersøgelse offentliggjort i Science Advances afslører en nøgleproces, der havde undgået videnskabsmænd med hensyn til, hvordan åbningen, kaldet en polynya, var i stand til at dannes og vare ved i flere uger. Artiklen har titlen "Ekman-drevet salttransport som en nøglemekanisme for dannelse af Polynya i åbent hav ved Maud Rise."

Holdet af forskere fra University of Southampton, University of Gøteborg og University of California San Diego studerede Maud Rise polynya - opkaldt efter det neddykkede bjerglignende træk i Weddellhavet, som det vokser over.

De fandt ud af, at polynyen blev fremkaldt af komplekse vekselvirkninger mellem vinden, havstrømmene og havbundens unikke geografi, der transporterer varme og salt mod overfladen.

I Antarktis fryser havets overflade til om vinteren, og havis dækker et område omkring dobbelt så stort som det kontinentale USA.

I kystnære områder opstår der åbninger i havisen hvert år. Her blæser kraftige kystvinde fra kontinentet og skubber isen væk og blotter havvandet nedenfor. Det er meget sjældnere, at disse polynyer dannes i havisen over det åbne hav, hundreder af kilometer væk fra kysten, hvor havene er tusindvis af meter dybe.

Aditya Narayanan, en postdoc-forsker ved University of Southampton, som ledede forskningen, sagde:"Maud Rise polynya blev opdaget i 1970'erne, da fjernmålingssatellitter, der kan se havisen over det sydlige ocean, først blev opsendt. Den fortsatte gennem på hinanden følgende vintre fra 1974 til 1976, og oceanografer antog dengang, at det ville være en årlig begivenhed, men siden 1970'erne har det kun fundet sted sporadisk og i korte intervaller.

"2017 var første gang, vi har haft en så stor og langlivet polyny i Weddellhavet siden 1970'erne."

I løbet af 2016 og 2017 blev den store cirkulære havstrøm omkring Weddellhavet stærkere. En af konsekvenserne af dette er, at det dybe lag af varmt, saltvand stiger, hvilket gør det lettere for salt og varme at blande sig vertikalt i overfladevandet.

Fabien Roquet, professor i fysisk oceanografi ved Göteborgs Universitet og medforfatter til forskningen, sagde:"Denne opstrømning hjælper med at forklare, hvordan havisen kan smelte. Men når havisen smelter, fører dette til en opfriskning af overfladevandet , hvilket igen skulle sætte en stopper for blandingen. Så der skal ske en anden proces, for at polynyen skal fortsætte et sted fra."

Forskerne brugte fjernregistrerede havisenskort, observationer fra autonome flydere og mærkede havpattedyr sammen med en beregningsmodel af havets tilstand. De fandt ud af, at da Weddell Sea-strømmen flød omkring Maud Rise, flyttede de turbulente hvirvler salt op på toppen af ​​havbjerget.

Herfra hjalp en proces kaldet "Ekman transport" til at flytte saltet over på den nordlige flanke af Maud Rise, hvor polynyen først blev dannet. Ekman-transport involverer vand, der bevæger sig i en 90-graders vinkel i forhold til retningen af ​​vinden, der blæser ovenover, hvilket påvirker havstrømmene.

"Ekman-transport var den væsentlige manglende ingrediens, som var nødvendig for at øge saltbalancen og opretholde blandingen af ​​salt og varme mod overfladevandet," sagde medforfatter professor Alberto Naveira Garabato, også fra University of Southampton.

Polynyas er områder, hvor du har en enorm mængde overførsel af varme og kulstof mellem havet og atmosfæren. Så meget, at de kan påvirke varme- og kulstofbudgettet i regionen.

Professor Sarah Gille fra University of California San Diego, en anden medforfatter af forskningen sagde:"Polynyas aftryk kan forblive i vandet i flere år efter, at de er dannet. De kan ændre, hvordan vand bevæger sig rundt, og hvordan strømme bærer varme mod kontinentet Det tætte vand, der dannes her, kan spredes over det globale hav."

Nogle af de samme processer, som var involveret i dannelsen af ​​Maud Rise polynya, såsom opstrømning af dybt og salt vand, driver også en generel reduktion af havisen i det sydlige ocean.

Professor Gille tilføjede:"For første gang siden observationerne begyndte i 1970'erne, er der en negativ tendens i havisen i det sydlige ocean, som begyndte omkring 2016. Inden da havde den holdt sig nogenlunde stabil."

Flere oplysninger: Aditya Narayanan, Ekman-drevet salttransport som en nøglemekanisme for dannelse af polynya i åbent hav ved Maud Rise, Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adj0777. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj0777

Journaloplysninger: Videnskabelige fremskridt

Leveret af University of Southampton