Antarktika talvisest jääpakist on tohutult palju auke tekkinud alates 1970. aastatest, kuid nende tekke põhjus on olnud suures osas salapärane.
Teadlastel võib nüüd olla hõljuvate robotite ja tehniliselt varustatud tihendite abil vastus: nn polüniad (vene keeles "avavees") näivad olevat tormide ja soola tagajärg, leiavad uued uuringud.
Polünyad on viimasel ajal palju tähelepanu pälvinud, sest kaks väga suurt avati 2016. ja 2017. aastal Weddelli meres; viimasel juhul ulatusid avaveed üle 115 097 ruutmiili (298 100 ruutkilomeetri), vastavalt aprillis ajakirjas Geophysical Research Letters avaldatud artiklile.
Nüüd saab kõige põhjalikumalt läbi vaadates ookeanitingimusi polünya moodustumise ajal, et need avaveekogude lõigud kasvavad lühiajaliste kliimamuutuste ja eriti koledate ilmastikuolude tõttu. Polüeenid eraldavad atmosfääri ka palju ookeanisoojust, mille tagajärjel teadlased alles töötavad.
"See võib muuta ilmaolusid Antarktika ümbruses," rääkis uuringujuht Washingtoni ülikooli okeanograafia doktorant Ethan Campbell Live Science'ile. "Võimalik kaugemal."
Vaadeldes avatud ookeani
Teadlased kahtlustasid juba tormidel viimastel aastatel polünüünide loomises mingit rolli. Atmosfääride teadlaste aprillis avaldatud artikkel ajakirjas Journal of Geophysical Research: Atmosfäärid osutasid eriti ägedale tormisele, mille tuule kiirus oli 2017. aastal kuni 72 miili tunnis (117 kilomeetrit tunnis).
Kuid kuigi 2016. ja 2017. aasta talvetormid olid äärmuslikud, on tormine meri Antarktika talvel norm, ütles Campbell.
"Kui see oleks ainult tormid, näeksime kogu aeg polünyasid, aga me ei tee seda," ütles ta. Suured polüeenid on selle asemel suhteliselt haruldased. Aastaid 1974, 1975 ja 1976 oli kolm tohutut, kuid kuni 2016. aastani ei olnud see midagi märkimisväärset.
Campbell ja tema meeskond ammutasid andmeid kahest robotist, inimese suuruses ujukist, mis võeti riikliku teadusfondi rahastatava Lõuna-ookeani süsiniku ning kliimavaatluste ja modelleerimise projekti (SOCCOM) abil kasutusele Weddelli meres. Ujukid triivivad hoovustes umbes miili allpool ookeani pinda, ütles Campbell, kogudes andmeid vee temperatuuri, soolasuse ja süsiniku sisalduse kohta.
Võrdluseks kasutasid teadlased ka aastaringselt Antarktika uurimislaevadelt pärit vaatlusi ja isegi teaduslikke hülgeid - looduslike kährikutega, kellel olid ookeaniandmete kogumiseks väikesed instrumendid, kui loomad oma tavalisi rännakuid viivad.
Tormine meri
Kokkuvõtlikult selgitasid need tähelepanekud 2016. ja 2017. aasta polüniate täielikku lugu. Esimene koostisosa, Campbell ütles, oli osa kliimamustrist, mida nimetatakse Lõuna-rõngakujuliseks režiimiks, El Niño polaarseks versiooniks. Cambell ütles, et regulaarne kliimamuutus, mis võib kanda tuuli kas kaugemale Antarktika rannikust, sel juhul muutuvad nad nõrgemaks või rannikule lähemale, tugevnedes. Kui varieeruvus nihutab tuuli lähemale ja tugevamale, tekitab see sooja, soolase vee rohkem sügavust Weddelli meres kuni külmema ja värskema ookeanipinna.
See kliimastruktuur ja sellele järgnenud ülesvool muutis ookeanipinna 2016. aastal ebaharilikult soolaseks, ütles Campbell, mis omakorda hõlbustas ookeanivee vertikaalset segunemist. Tavaliselt hoiavad soolasuse erinevused ookeanikihid eraldi, samamoodi nagu vähem tihke õli hõljub vee peal ja keeldub segunemisest. Kuid kuna ookeani pind oli ebatavaliselt soolane, oli pinna ja sügavamate vete vahel vähem vahet.
"Ookean oli pinnal ebaharilikult soolane ja see muutis segamise tõkke palju nõrgemaks," ütles Campbell.
Nüüd oli kogu vajalik ookean pisut segatud. Ja 2016. ja 2017. aasta talved andsid lusika. Suuremad tormid tekitasid tuult ja laineid, mis segasid vett vertikaalselt, tuues ookeani põhjast sooja vee, mis sulatas merejää.
Moodustunud polünyasade mõjud on endiselt pisut müstilised. Teadlased leidsid, et nende all olev ookeani siseosa jahtus 0,36 kraadi Fahrenheiti (0,2 kraadi) järgi. Vabanenud kuumus võib muuta kohalikke ilmastikuolusid ja isegi kogu maailmas tuult nihutada, ütles Campbell.
Veel murettekitavam on tema sõnul asjaolu, et polünya ajal atmosfääri sattunud sügav ookeanivesi on potentsiaalselt süsinikurikas. Antarktika sügavad veed on mereelu surnuaiad, mis lagunedes eraldavad süsinikku. Kui see süsinik satub atmosfääri polünüünide kaudu, võivad need avaveeavad kliimamuutustele pisut kaasa aidata, ütles Campbell.
See, kas polünyad seda teevad, on endiselt õhus, väitis Campbell, kuid uus uuring peaks aitama teadlastel Antarktika muutuva kliima kohta rohkem üksikasju üles leida. Tundub, et Antarktika praegused mudelid ennustavad rohkem polünüüre kui tegelikult olemas, ütles Campbell. Nüüd on kliimamudelitel rohkem andmeid nende ennustuste täiustamiseks, luues parema virtuaalse Antarktika kliimamuutuste mõistmiseks.
Uurimistöö ilmus 10. juuni ajakirjas Nature.
