Δορυφορικές παρατηρήσεις δείχνουν ότι τα παγετωνικά μέτωπα (γκρεμοί πάγου) στην Ανταρκτική σταθεροποιούνται μετά από μια απροσδόκητα ραγδαία κατάρρευση, αμφισβητώντας τις παραδοχές σχετικά με την ανεξέλεγκτη απώλεια πάγου και τη συμβολή της στην άνοδο της στάθμης της θάλασσας.
Tι είναι τα παγετωνικά ράφια
Τα παγετωνικά ράφια (πλωτές προεκτάσεις των παγετώνων) της Ανταρκτικής συμβάλλουν στη συγκράτηση του στρώματος πάγου που βρίσκεται πίσω τους, ωστόσο η άνοδος της θερμοκρασίας προκαλεί την τήξη και τη διάσπαση αυτών των στηριγμάτων με ρυθμούς ρεκόρ. Καθώς αποκαλύπτονται απότομα μέτωπα πάγου, οι επιστήμονες εξέφρασαν την ανησυχία ότι μια κατάρρευση θα μπορούσε να αποκαλύψει ένα ψηλότερο μέτωπο πιο βαθιά στην ενδοχώρα, πυροδοτώντας μια αλυσιδωτή αντίδραση καταρρεύσεων που θα «έτρωγε» το στρώμα πάγου και θα προκαλούσε άνοδο της στάθμης της θάλασσας παγκοσμίως.
Στο πλαίσιο μιας τετραετούς δορυφορικής έρευνας που αφορούσε περισσότερα από 15.000 παγετωνικά μέτωπα στην Ανταρκτική, ερευνητές από το MIT και το Ωκεανογραφικό Ινστιτούτο Woods Hole (WHOI) διαπίστωσαν ότι τα ψηλότερα μέτωπα που εξέτασαν πράγματι κατέρρευσαν, ενώ το στρώμα πάγου στις εν λόγω περιοχές υποχώρησε ταχύτερα από ό,τι προέβλεπαν τα επιστημονικά μοντέλα. «Ωστόσο, αυτή η υποχώρηση ήταν βραχύβια», αναφέρει η Caroline Needell, μεταπτυχιακή φοιτήτρια στο κοινό πρόγραμμα του MIT και του WHOI.
Η Needell διεξήγαγε τη μελέτη —η οποία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science— σε συνεργασία με την Catherine Walker, ερευνήτρια στο WHOI, και τον Jeremy Bassis, αναπληρωτή καθηγητή στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν.
Ραγδαία κατάρρευση χωρίς ανεξέλεγκτη υποχώρηση
Οι παρατηρήσεις προήλθαν από τον δορυφόρο ICESat-2 (Ice, Cloud, and Land Elevation Satellite-2) της NASA, ο οποίος διέρχεται πάνω από τις πολικές περιοχές της Γης. Το ενσωματωμένο υψόμετρο λέιζερ (laser altimeter) μετρά το ύψος των στρωμάτων πάγου, των παγετώνων και του θαλάσσιου πάγου, καθώς και τη στάθμη των ωκεανών εντός και γύρω από την Ανταρκτική. Η ερευνητική ομάδα ανέλυσε μετρήσεις που συλλέγονταν ανά τρίμηνο, από το 2019 έως το 2023, προκειμένου να προσδιορίσει το ύψος των παγετωνικών μετώπων και τις μεταβολές τους με την πάροδο του χρόνου.
Οι μετρήσεις αυτές προσέφεραν μια πολύ ευρύτερη δοκιμασία μιας θεωρητικής διαδικασίας γνωστής ως «αστάθεια θαλάσσιων παγετωνικών μετώπων» (Marine Ice Cliff Instability - MICI). Σύμφωνα με αυτό το σενάριο, ένα παγετωνικό μέτωπο που υπερβαίνει ένα κρίσιμο ύψος καταρρέει υπό το ίδιο του το βάρος. Εάν αυτή η κατάρρευση αποκαλύψει ένα ακόμη ψηλότερο μέτωπο, η διαδικασία καταρρεύσεων συνεχίζεται προς το εσωτερικό της ηπείρου. Προγενέστερες μελέτες είχαν εξετάσει αυτό το φαινόμενο μέσω της μοντελοποίησης των φυσικών ιδιοτήτων του πάγου, επεκτείνοντας τα σχετικά μεγέθη ώστε να αφορούν ολόκληρα παγετωνικά μέτωπα.
«Τα προγνωστικά μοντέλα για τα στρώματα πάγου, που έχουν χρησιμοποιηθεί μέχρι σήμερα για την περιγραφή της αστάθειας των παγοκρημνών, λαμβάνουν υπόψη μόνο το ύψος του παγοκρημνού», επισημαίνει η Needell. «Αυτή είναι η μόνη μεταβλητή που έχει σημασία. Και μόλις το ύψος του παγοκρημνού φτάσει στο κρίσιμο όριο —συνήθως τα 100 μέτρα— θα έπρεπε να πυροδοτείται ένα φαινόμενο ανεξέλεγκτης υποχώρησης του στρώματος πάγου».
Στο πλαίσιο της δορυφορικής έρευνας, διαπιστώθηκε ότι το μέσο ύψος των παγοκρημνών ήταν περίπου 30 μέτρα, τιμή πολύ χαμηλότερη από το προαναφερθέν κρίσιμο όριο. Ορισμένοι σπάνιοι παγοκρημνοί ξεπερνούσαν τα 100 μέτρα —περίπου όσο το ύψος του Αγάλματος της Ελευθερίας—, δίνοντας στους ερευνητές την ευκαιρία να εξετάσουν τι συνέβαινε κοντά και πάνω από το προβλεπόμενο «σημείο κινδύνου».
«Αφού ολοκληρώσαμε αυτή τη συνολική ανάλυση, σκεφτήκαμε: ας εστιάσουμε στους ψηλότερους παγοκρημνούς για να δούμε πώς συμπεριφέρονται», λέει η Needell.
Η ερευνητική ομάδα επικεντρώθηκε σε τέσσερις παγοκρημνούς σε διαφορετικές περιοχές γύρω από το στρώμα πάγου της Ανταρκτικής. Το ύψος τους ήταν περίπου 100 μέτρα, με τον ψηλότερο να φτάνει τα 127 μέτρα. Η παρακολούθησή τους κατά τη διάρκεια της ίδιας τετραετίας έδειξε ότι η ταχεία κατάρρευση και υποχώρησή τους δεν συνεχίστηκε ανεξέλεγκτα. Τελικά, ο πάγος απλώθηκε ξανά προς την κατεύθυνση του ωκεανού.
«Πρόκειται για μια ταχεία υποχώρηση, η οποία διακόπτεται από περιόδους σταθεροποίησης», εξηγεί η Needell. «Αυτό μας προβλημάτισε. Τότε σκεφτήκαμε: πρέπει να εξετάσουμε όλους τους παράγοντες που επηρεάζουν το ύψος του παγοκρημνού».
Η ανύψωση του εδάφους μπορεί να σταθεροποιήσει τους παγοκρημνούς
Οι ερευνητές εξέτασαν αρχικά τη μορφολογία του εδάφους κάτω από τον πάγο. Σε σχετικά επίπεδο έδαφος, οι μεταβολές στο υψόμετρο της επιφάνειας του πάγου αντικατοπτρίζουν μεταβολές στο πάχος του ίδιου του πάγου. Όταν όμως το έδαφος παρουσιάζει ανύψωση, μέρος αυτού του υψομέτρου οφείλεται στο έδαφος που βρίσκεται από κάτω, με αποτέλεσμα το στρώμα του πάγου που καλύπτει το σημείο εκείνο να είναι λεπτότερο. Μια τέτοια ανύψωση θα μπορούσε να λειτουργήσει ως «εμπόδιο» στην υποχώρηση, καθιστώντας τον πάγο που βρίσκεται από πάνω λιγότερο επιρρεπή σε κατάρρευση. Όταν η ερευνητική ομάδα εξέτασε τις τοπογραφικές μετρήσεις στην Ανταρκτική, διαπίστωσε ότι τα παγετωνικά μέτωπα (γκρεμοί) σταθεροποιούνταν σε σημεία όπου το υπόβαθρο του εδάφους παρουσίαζε ανύψωση.
Οι ερευνητές παρατήρησαν επίσης ότι οι ψηλότεροι γκρεμοί «λεπταίνουν» ταχύτερα. Καθώς καταρρέουν, μετατρέπονται σε χαμηλότερους και πιο σταθερούς σχηματισμούς, γεγονός που περιορίζει την περαιτέρω κατάρρευση.
Στήριξη από θραύσματα πάγου και θαλασσινό νερό
Οι συνθήκες μπροστά από τους γκρεμούς παρείχαν επιπλέον στοιχεία. Στο πλαίσιο της ευρύτερης έρευνας, διαπιστώθηκε ότι στα σημεία όπου τα παγετωνικά μέτωπα παρέμεναν σχετικά σταθερά, υπήρχε παχύτερο στρώμα «μείγματος πάγου» (mélange) — ενός πολτώδους μείγματος από θραύσματα παγόβουνων και θαλάσσιο πάγο, το οποίο συσσωρεύεται μπροστά από το τμήμα του παγετώνα που βλέπει προς τον ωκεανό.
«Μετρήσαμε το ύψος αυτού του μείγματος και διαπιστώσαμε ότι οι ψηλότεροι γκρεμοί συνοδεύονται από παχύτερο στρώμα, γεγονός που ενδεχομένως λειτουργεί ως εγγενής μηχανισμός σταθεροποίησης», εξηγεί ο Needell.
πεδιάδες.
Τα δορυφορικά δεδομένα έδειξαν επίσης ότι τα βαθύτερα νερά που περιβάλλουν έναν σχηματισμό μπορούν να συμβάλουν στη διατήρηση της σταθερότητας ενός παγετωνικού μετώπου (ενός «γκρεμού» πάγου). Το νερό ασκεί άνωση στον πάγο και πιέζει αντίθετα προς αυτόν, παρέχοντας στήριξη που καθιστά λιγότερο πιθανή την κατάρρευση.
www.worldenergynews.gr
