อธิบายถึงความลึกลับที่เต็มไปด้วยหลุมในน้ำแข็งขั้วโลกใต้

หลุมขนาดใหญ่ในก้อนน้ำแข็งฤดูหนาวของแอนตาร์กติกได้ผุดขึ้นเป็นระยะตั้งแต่ปี 1970 แต่สาเหตุของการก่อตัวของพวกมันนั้นลึกลับเป็นส่วนใหญ่

นักวิทยาศาสตร์ด้วยความช่วยเหลือของหุ่นยนต์ลอยและแมวน้ำที่มีเทคโนโลยีตอนนี้อาจมีคำตอบ: polynyas (ภาษารัสเซียสำหรับ "open water") ดูเหมือนจะเป็นผลมาจากพายุและเกลือ

เมื่อไม่นานมานี้โปลีนียาได้รับความสนใจเป็นอย่างมากเพราะสองแห่งใหญ่เปิดในทะเลเวดเดลล์ในปี 2559 และ 2560 ในกรณีหลังน้ำเปิดกว้างถึง 115,097 ตารางไมล์ (298,100 ตารางกิโลเมตร) ตามบทความที่ตีพิมพ์ในเดือนเมษายนในวารสารจดหมายงานวิจัยธรณีฟิสิกส์

ตอนนี้รูปลักษณ์ที่ครอบคลุมมากที่สุดที่เคยเกิดขึ้นกับสภาพมหาสมุทรในระหว่างการก่อตัวของโพลิยะแสดงให้เห็นว่าแนวของน้ำเปิดขึ้นเนื่องจากสภาพอากาศที่แปรปรวนในช่วงเวลาสั้น ๆ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสภาพอากาศที่น่ารังเกียจ polynyas ยังปล่อยความร้อนใต้ทะเลจำนวนมากเข้าสู่ชั้นบรรยากาศด้วยผลที่ตามมาที่นักวิทยาศาสตร์ยังคงทำงานอยู่

“ มันอาจปรับเปลี่ยนรูปแบบสภาพอากาศรอบ ๆ แอนตาร์กติกา” อีธานแคมป์เบลผู้นำการศึกษาระดับปริญญาเอกด้านสมุทรศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันกล่าวกับ Live Science "อาจเป็นไปได้มากขึ้น"

สำรวจมหาสมุทรเปิด

นักวิจัยสงสัยว่าพายุมีบทบาทบางอย่างในการสร้าง polynyas ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บทความที่ตีพิมพ์ในเดือนเมษายนโดยนักวิทยาศาสตร์ชั้นบรรยากาศในวารสารการวิจัยธรณีฟิสิกส์: บรรยากาศชี้ไปที่พายุรุนแรงโดยเฉพาะความเร็วลมสูงถึง 72 ไมล์ต่อชั่วโมง (117 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ในปี 2560

แต่แม้ว่าพายุฤดูหนาวของปี 2559 และ 2560 จะรุนแรง แต่ทะเลพายุก็ถือเป็นบรรทัดฐานในฤดูหนาวของแอนตาร์กติกแคมป์เบลกล่าว

“ ถ้ามันเป็นแค่พายุเราจะเห็น polynyas ตลอดเวลา แต่เราไม่ทำ” เขากล่าว polynyas ขนาดใหญ่นั้นค่อนข้างหายาก มีอยู่สามตัวใหญ่ใน 2517, 2518 และ 2519 แต่ไม่มีอะไรสำคัญอีกเลยจนกระทั่ง 2559

แคมป์เบลและทีมของเขาดึงข้อมูลจากหุ่นยนต์สองตัวขนาดลอยตัวของมนุษย์ที่ถูกนำไปใช้ในทะเล Weddell โดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติซึ่งได้รับทุนสนับสนุนโครงการ Southern Ocean Carbon และโครงการสังเกตการณ์และการสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ (SOCCOM) ล่องลอยไปตามกระแสน้ำประมาณหนึ่งไมล์ใต้ผิวน้ำของมหาสมุทรแคมป์เบลล์กล่าวรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับอุณหภูมิของน้ำความเค็มและปริมาณคาร์บอน

เพื่อวัตถุประสงค์ในการเปรียบเทียบนักวิจัยยังใช้การสังเกตการณ์ตลอดทั้งปีจากเรือวิจัยแอนตาร์กติกและแมวน้ำวิทยาศาสตร์ - pinnipeds ป่าติดตั้งเครื่องมือขนาดเล็กเพื่อรวบรวมข้อมูลมหาสมุทรเป็นสัตว์ดำเนินการเดินทางตามปกติของพวกเขา

ทะเลที่มีพายุ

เมื่อรวมกันแล้วข้อสังเกตเหล่านี้อธิบายเรื่องราวทั้งหมดของ polynyas ปี 2559 และ 2560 ส่วนผสมแรกกล่าวว่า Campbell เป็นส่วนหนึ่งของรูปแบบสภาพอากาศที่เรียกว่า Southern Annular Mode รุ่นขั้วโลกของ El Niño แคมเบลล์กล่าวว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นประจำที่สามารถรับลมได้ทั้งไกลจากชายฝั่งแอนตาร์คติคซึ่งในกรณีนี้พวกเขาจะอ่อนแอลงหรือใกล้กับชายฝั่งมากขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อความแปรปรวนเปลี่ยนลมให้เข้าใกล้และแรงขึ้นมันจะสร้างน้ำอุ่นและเค็มขึ้นจากส่วนลึกในทะเล Weddell ไปยังพื้นผิวมหาสมุทรที่เย็นกว่า

รูปแบบของสภาพภูมิอากาศนี้และการเติมเต็มกำลังขึ้นทำให้พื้นผิวมหาสมุทรมีความเค็มผิดปกติในปี 2559 แคมป์เบลล์กล่าวซึ่งทำให้น้ำทะเลผสมกันในแนวตั้งได้ง่ายขึ้น โดยทั่วไปความแตกต่างในความเค็มทำให้ชั้นมหาสมุทรแยกจากกันเช่นเดียวกับที่น้ำมันหนาแน่นน้อยลอยอยู่บนน้ำและปฏิเสธที่จะผสม แต่เนื่องจากพื้นผิวมหาสมุทรมีรสเค็มผิดปกติจึงมีความแตกต่างระหว่างพื้นผิวและน้ำลึกน้อยกว่า

“ มหาสมุทรนั้นเค็มผิดปกติที่พื้นผิวและทำให้สิ่งกีดขวางในการผสมอ่อนแอลงมาก” แคมป์เบลกล่าว

มหาสมุทรทั้งหมดที่ต้องการนั้นเป็นเพียงเล็กน้อย และฤดูหนาวปี 2559 และ 2560 ก็เตรียมช้อน พายุที่สำคัญสร้างลมและคลื่นที่ผสมน้ำในแนวตั้งนำน้ำอุ่นจากก้นมหาสมุทรที่ละลายน้ำแข็งในทะเล

ผลกระทบของ polynyas ที่เกิดขึ้นยังค่อนข้างลึกลับ นักวิจัยพบว่าการตกแต่งภายในของมหาสมุทรที่อยู่ด้านล่างของมันเย็นลง 0.36 องศาฟาเรนไฮต์ (0.2 องศาเซลเซียส) ความร้อนที่ปล่อยออกมาอาจเปลี่ยนรูปแบบสภาพอากาศในท้องถิ่นและแม้แต่ลมพัดทั่วโลกแคมป์เบลกล่าว

เขากล่าวอีกว่าเกี่ยวกับน้ำทะเลลึกที่สัมผัสกับบรรยากาศในระหว่าง polynya เป็นคาร์บอนที่มีศักยภาพ น่านน้ำลึกแอนตาร์กติกเป็นหลุมฝังศพของสิ่งมีชีวิตในทะเลซึ่งปล่อยคาร์บอนเมื่อมันสลายตัว หากคาร์บอนนั้นเข้าสู่บรรยากาศผ่านทางโพลินียาช่องเปิดน้ำเหล่านี้อาจมีส่วนช่วยในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเล็กน้อยแคมป์เบลกล่าว

ไม่ว่าจะเป็นโพลีย์ยายังคงอยู่ในอากาศหรือไม่แคมป์เบลกล่าว แต่การศึกษาใหม่จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงของทวีปแอนตาร์กติกา แบบจำลองในปัจจุบันของแอนตาร์กติกดูเหมือนจะทำนาย polynyas มากกว่าที่มีอยู่จริง Campbell กล่าว ตอนนี้ผู้สร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศจะมีข้อมูลมากขึ้นเพื่อปรับปรุงการทำนายเหล่านั้นสร้างแอนตาร์กติกาเสมือนที่ดีขึ้นสำหรับการทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

การวิจัยปรากฏในวันที่ 10 มิถุนายนในวารสาร Nature