סטיב רינטול, מחבר מסופק
אנטארקטיקה מכינה את הבמה למפל הגדול בעולם. הפעולה מתרחשת מתחת לפני השטח של האוקיינוס. כאן, טריליוני טונות של מים קרים, צפופים ועשירים בחמצן זורמים מהמדף היבשתי ושוקעים לעומקים גדולים. "המים התחתונים" האנטארקטיים האלה מתפשטים צפונה לאורך קרקעית הים בזרמי אוקיינוס עמוקים, לפני שהם עולים לאיטם, אלפי קילומטרים משם.
בדרך זו, אנטארקטיקה מניעה רשת עולמית של זרמי אוקיינוס הנקראת "המחזוריות המתהפכת" המפיצה מחדש חום, פחמן וחומרי מזון מסביב לכדור הארץ. ההתהפכות היא חיונית לשמירה על יציבות האקלים של כדור הארץ. זוהי גם הדרך העיקרית שבה חמצן מגיע לאוקיינוס העמוק.
אבל יש סימנים שהמחזור הזה מואט וזה קורה עשרות שנים מוקדם מהצפוי. להאטה זו יש פוטנציאל לשבש את הקשר בין חופי אנטארקטיקה לאוקיאנוס העמוק, עם השלכות עמוקות על האקלים של כדור הארץ, על פני הים ועל החיים הימיים.
את העתיד מחקר חדש, שפורסם היום בכתב העת Nature Climate Change, משתמש בתצפיות בעולם האמיתי כדי לפענח כיצד ומדוע השתנה האוקיינוס העמוק סביב אנטארקטיקה במהלך שלושת העשורים האחרונים. המדידות שלנו מראות שהזרימה המתהפכת הואטה בכמעט שליש (30%) ורמות החמצן העמוקות באוקיינוסים יורדות. זה קורה אפילו מוקדם יותר מאשר מודלים אקלימיים חזו.
מצאנו שהמסה של קרח באנטארקטיקה משבשת את היווצרותם של מי קרקעית אנטארקטיקה. מי ההמסה הופכים את מי השטח של אנטארקטיקה לרעננים יותר, פחות צפופים, ולכן פחות סיכוי לשקוע. זה מכניס את הבלמים למחזור ההתהפכות.
עכשיו זה מפל: מים צפופים הזורמים מהמדף היבשתי לתוך האוקיינוס העמוק בים רוס. קונסורציום לדוגמנות קרח אוקיינוס-ים באוסטרליה (COSIMA) ותשתית חישוב לאומית.
למה זה משנה?
ככל שזרימת המים התחתונה מואטת, אספקת החמצן לאוקיאנוס העמוק פוחתת. שכבת המים התחתונה העשירה בחמצן המתכווצת מוחלפת לאחר מכן במים חמים יותר עם פחות חמצן, מה שמפחית עוד יותר את רמות החמצן.
בעלי חיים באוקיינוס, גדולים וקטנים, מגיבים אפילו לשינויים קטנים בחמצן. בעלי חיים בעומק האוקיינוס מותאמים לתנאי חמצן נמוכים אך עדיין צריכות לנשום. אובדן חמצן עלול לגרום להם לחפש מקלט באזורים אחרים או להתאים את התנהגותם. דוגמניות מציעות שאנחנו כן נעול בתוך להתכווצות הסביבה ה"קיימא" הזמינה לבעלי חיים אלו עם ירידה צפויה של עד 25%.
האטה של ההתהפכות עשויה גם היא לְהַגבִּיר התחממות גלובלית. מחזור הדם המתהפך מוביל פחמן דו חמצני וחום לאוקיינוס העמוק, שם הוא מאוחסן ומוסתר מהאטמוספירה. כאשר קיבולת האגירה של האוקיינוסים מצטמצמת, יותר פחמן דו חמצני וחום נותרים באטמוספירה. משוב זה מאיץ את ההתחממות הגלובלית.
הפחתה בכמות המים התחתית של אנטארקטיקה המגיעים לקרקעית האוקיינוס גם גוברת מפלס הים כי המים החמים יותר שמחליפים אותם תופסים יותר מקום (התפשטות תרמית).
הטהרה של מי המדף מפחיתה את זרימת המים הצפופים ומאטה את החלקים העמוקים ביותר של מחזור הדם המתהפך תוך הפחתת החמצן העמוק. קתי גאן, מחבר מסופק
סימנים לשינוי מדאיג
ביצוע תצפיות על מי תחתית הוא מאתגר. האוקיינוס הדרומי מרוחק ובית לרוחות החזקות והגלים הגדולים ביותר על פני כדור הארץ. הגישה מוגבלת גם על ידי קרח ים במהלך החורף, כאשר מים תחתונים נוצרים.
המשמעות היא שהתצפיות על האוקיינוס הדרומי העמוק הן דלילות. אף על פי כן, מדידות חוזרות ונשנות של עומק מלא שנלקחו מהפלגות אוניות סיפקו הצצה לשינויים המתחוללים באוקיינוס העמוק. שכבת המים התחתונה היא מתחמם, פחות צפוף ודק יותר.
נתוני לוויין מראים ששטח הקרח האנטארקטי הוא מתכווץ. מדידות אוקיינוס שנלקחו במורד הזרם של אזורים של התכה מהירה מראות כי מי ההיתוך הוא הפחתת המליחות (וצפיפות) של מי החוף.
אובדן מסת קרח באנטארקטיקה בעשורים האחרונים בהתבסס על נתוני לוויין, המראה שבין 2002 ל-2020, אנטארקטיקה משילה בממוצע ~150 מיליארד טונות מטריות של קרח בשנה, הוסיפה מי נמס לאוקיינוס והעלאת פני הים (מקור: נאס"א) ).
סימנים אלו מצביעים על שינוי מדאיג, אך עדיין אין תצפיות ישירות על מחזור ההתהפכות העמוק.
מה עשינו?
שילבנו סוגים שונים של תצפיות בדרך חדשה, תוך ניצול כל אחת מהיתרונות שלהן.
מדידות העומק המלאות שנאספו על ידי ספינות מספקות צילומי מצב של צפיפות האוקיינוס, אך בדרך כלל חוזרות על עצמן בערך פעם בעשור. מכשירים מעוגנים, לעומת זאת, מספקים מדידות רציפות של צפיפות ומהירות, אך רק לזמן מוגבל במיקום מסוים.
פיתחנו גישה חדשה המשלבת נתוני ספינה, רישומי עגינה וסימולציה מספרית ברזולוציה גבוהה כדי לחשב את עוצמת זרימת המים התחתית של אנטארקטיקה וכמה חמצן היא מעבירה לאוקיינוס העמוק.
המחקר שלנו התמקד באגן עמוק מדרום לאוסטרליה שמקבל מים תחתית מכמה מקורות. מקורות אלה נמצאים במורד הזרם של כניסות מי נמס גדולות, כך שאזור זה עשוי לספק אזהרה מוקדמת על שינויים בים עמוקים שנגרמו כתוצאה מאקלים.
הממצאים בולטים. במשך שלושה עשורים, בין 1992 ל-2017, מחזור ההתהפכות של אזור זה הואט בכמעט שליש (30%), מה שגרם לפחות חמצן להגיע לעומק. האטה זו נגרמה על ידי התרעננות קרוב לאנטארקטיקה.
מצאנו שההתרעננות הזו מפחיתה את הצפיפות והנפח של מי קרקעית אנטארקטיקה שנוצרו, כמו גם את המהירות שבה הם זורמים.
ההאטה הנצפית הייתה גדולה עוד יותר אלמלא אירוע אקלים קצר מועד שהניע א התאוששות חלקית וזמנית של היווצרות מים בתחתית. ההתאוששות, המונעת על ידי מליחות מוגברת, ממחישה עוד יותר את הרגישות של היווצרות מי תחתית לשינויי מליחות על מדף היבשת האנטארקטי.
למרבה הדאגה, התצפיות הללו מראות ששינויים צפוי להתרחש עד 2050 כבר בעיצומם.
התחממות האוקיינוס התהום מונעת מהאטה מתהפכת באנטארקטיקה, קרדיט: מתיו אנגליה וקיאן לי.
מה הלאה?
איבוד הקרח מאנטארקטיקה צפוי להימשך, אפילו להאיץ, ככל שהעולם יתחמם. אנחנו כמעט בטוח שיחצה את סף ההתחממות הגלובלית של 1.5℃ עד 2027.
יותר איבוד קרח פירושו התרעננות יותר, כך שנוכל לצפות את ההאטה במחזור ואיבוד החמצן העמוק יימשך.
ההשלכות של האטה לא יהיו מוגבלות לאנטארקטיקה. מחזור הדם המתהפך משתרע בכל האוקיינוס העולמי ומשפיע על קצב שינויי האקלים ועליית פני הים. זה גם יהיה מפריע ומזיק לחיים הימיים.
המחקר שלנו מספק סיבה נוספת לעבוד קשה יותר - ומהר יותר - כדי להפחית את פליטת גזי החממה.
אודות הסופרים
קתי גאן,, CSIRO; מתיו אנגליה, פרופסור ל-Scientia וסגן מנהל המרכז האוסטרלי ARC למצוינות במדע אנטארקטיקה (ACEAS), UNSW סידני, ו סטיב רינטול, עמית CSIRO, CSIRO
מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.
ספרים קשורים:
העתיד שאנו בוחרים: לשרוד את משבר האקלים
מאת כריסטיאנה פיגרס וטום ריבט-קרנק
המחברים, שמילאו תפקידי מפתח בהסכם פריז בנושא שינויי אקלים, מציעים תובנות ואסטרטגיות לטיפול במשבר האקלים, כולל פעולה אינדיבידואלית וקולקטיבית.
כדור הארץ הבלתי ראוי למגורים: החיים לאחר ההתחממות
מאת דייוויד וואלאס-וולס
ספר זה בוחן את ההשלכות הפוטנציאליות של שינויי אקלים בלתי מבוקרים, כולל הכחדה המונית, מחסור במזון ומים וחוסר יציבות פוליטית.
המשרד לעתיד: רומן
מאת קים סטנלי רובינסון
הרומן הזה מדמיין עולם קרוב לעתיד המתמודד עם השפעות שינויי האקלים ומציע חזון כיצד החברה עשויה להשתנות כדי להתמודד עם המשבר.
תחת שמיים לבנים: טבעו של העתיד
מאת אליזבת קולברט
המחבר בוחן את ההשפעה האנושית על עולם הטבע, כולל שינויי אקלים, ואת הפוטנציאל לפתרונות טכנולוגיים להתמודדות עם אתגרים סביבתיים.
הוספה: התוכנית המקיפה ביותר שהציעה אי פעם להפוך את ההתחממות הגלובלית
נערך על ידי פול הוקן
ספר זה מציג תוכנית מקיפה לטיפול בשינויי האקלים, כולל פתרונות ממגוון מגזרים כמו אנרגיה, חקלאות ותחבורה.
