На 16 август 1897 г. изследователският кораб Belgica отплава от Антверпен, Белгия. Дестинацията на кораба — през Рио де Жанейро, Монтевидео и след това Пунта Аренас, Чили — беше Антарктида, континент, който до този момент оставаше напълно неизследвана от западняците.
Новата земя не беше любезна към своите посетители. Малко след пристигането си Belgica се заби в дебелия ореол от паков лед, който заобикаляше континента. С настъпването на бездневната зима на Антарктика 18-членният екипаж на кораба беше изтласкан до умствените и физическите си граници, консумирайки месо от пингвини и тюлени, за да оцелее.
„Ние сме толкова безнадеждно изолирани, сякаш сме на повърхността на Марс“, пише Фредерик Кук, американският лекар на Belgica, през 1898 г. „И ние се потапяме все по-дълбоко и по-дълбоко в бялата антарктическа тишина.“
В дните на слаба слънчева светлина, които дойдоха през следващата пролет, отчаяният, обхванат от болести екипаж на кораба прибягна до пускане на пръчки динамит около кораба, взривявайки дебелия морски лед, който ги затваряше, за да създаде тесен път към свободата. Всички с изключение на двама от екипажа оцеляха в изпитанието.
Но сега, през голяма част от годината, някога изобилният морски лед, открит по време на злополучното пътуване, изглежда изчезва.
Да се обсъди историята на експедицията; значението на морския лед на Антарктика за регулирането на глобалния климат; и планетарните последици от нарастващото му отсъствие, Live Science седна с океанографа и климатолога от Университета на Тасмания Едуард Додридж, който използва математически модели и наблюдения, за да разбере динамиката на региона.
Ето какво каза той:
Бен Търнър: Какво беше пътуването на RV Belgica? И как това допринесе за нашето разбиране за Антарктида?
Едуард Додридж: Пътуването на RV Belgica до Антарктида замина през 1897 г. и беше първото от това, което стана известно като „героичната епоха“ на изследването на Антарктика. Това беше самият край на 19 век и началото на 20 век. Антарктида беше напълно непознато място, на което никой не беше ходил. След това – в рамките на малко повече от десетилетие – хората бяха отишли чак до Южния полюс.
Нашето научно разбиране за региона разцъфтя, когато получихме първите записи от континента. Това все още е континент, който ни учи на толкова много днес, но пътуването на RV Belgica е началото.
BT: Една от причините защо ти си писал за Belgica, и защо пътуването му е толкова известно, е защото паковият лед там беше толкова дебел, че корабът остана заседнал за почти две зими. Какво ни казва това за тази част от това как е изглеждала Антарктида тогава? И как се промени оттогава?
ЕД: Ето защо смятам, че пътуването на RV Belgica е толкова интересно за разглеждане сега. Районът на антарктическото крайбрежие, до който са плавали, е свободен от лед за първи път от началото на сателитните записи – сега няма лед в продължение на месеци и месеци в годината. Това е доста изненадващо в 45-годишен рекорд, но когато погледнете назад преди 125 години, ще видите, че те са били в капан в лед, който е бил 2 метра [6.6 feet] дебело, това е огромна промяна.
Това е наистина изумителна история, защото това е самородно късче, което можем да използваме, за да разберем как се е променило през последния век. Ако трябваше да отидете там това лято с лодка като Belgica, бихте могли да плавате чак до крайбрежието на Антарктика, да се забавлявате на антарктическия бряг и след това да отплавате обратно към Белгия. И може да не сте виждали някакъв обширен морски лед.
BT: Приближавайки това до настоящето – през 2023 г., след няколко години на рекордно ниски нива, морският лед през зимния период на Антарктика не успя да се възстанови. До края на антарктическата зима през юли на континента липсваше регион от лед, по-голям от Западна Европа.
Вие сте полярен изследовател, изучавали сте това много дълго време. Какви бяха вашите мисли, когато това се случи миналата година?
ЕД: Почти неверие. Измерванията, които получаваме за антарктическия морски лед, са изключително добре калибрирани, знаем, че сателитът вярно ни казва колко лед има. Но гледайки тази графика, беше трудно да се разбере, че може да е толкова различна от предишните години.
Като изследователска общност се борихме дори да опишем колко необичайна е промяната. Хората подхвърлят думи като „безпрецедентно“ или „поразено“ или „„невероятно“. Известно време се опитвахме да използваме статистически данни, за да кажем, че това е събитие от много хиляди или милиони години; след това стигнахме до милиарди и дори до десетки милиарди години.
В даден момент по пътя просто трябва да осъзнаете, че статистиката вече не е полезна, за да разберете това. Толкова е извън това, което сме виждали през последните 45 години, че просто трябва да кажем, че е напълно различно – това е толкова добро, колкото можете да направите.
BT: И все пак дори неспециалист в областта, който не знае за различните динамики между Арктика и Антарктика и като цяло е наясно с изменението на климата като нещо, може да очаква този лед да се стопи в даден момент. Защо те изненада толкова много?
ЕД: Разликата е, че Арктика е океан, заобиколен от континенти, докато Антарктида е континент, заобиколен от океан. Така че в Арктика количеството лед, което имате през зимата, всъщност е просто количеството океан, който имате, но никога няма да останете без океан около Антарктика.
Така че, когато морският лед се образува около Антарктида, той може да се разшири много и границата на това разширяване се определя от взаимодействието между океана, атмосферата и леда. Това означава, че океанските течения около Антарктика са от решаващо значение за това колко лед можете да имате. Всичко това прави много трудно моделирането.
В миналото The [Intergovernmental Panel on Climate Change] Моделите на IPCC предполагат, че трябва да губим лед в Антарктика, точно както сме в Арктика, но не видяхме това в сателитните данни до 2014 г.
Така че миналата година, когато не се върна през зимата, беше нещо, което не бяхме предвидили. Имахме усещането, че изменението на климата означава, че ще имаме по-малко лед в някакъв момент в бъдещето. Но ако бяхте попитали учените по климата през 2020 г.: „Какво ще се случи през зимата на 2023 г.?“ Никой не би предвидил това, което видяхме.
BT: И така, какво се случва в Антарктика, за да го причини?
ЕД: По същество светът трябва да става по-топъл и знаем, че по-топъл свят не е в съответствие с много морски лед. Тъй като атмосферата и океанът се затоплят, и двете ще повлияят на морския лед. Но разбирането на всички нюанси на тези взаимодействия е наистина доста трудно.
На върха на океана има слой, наречен смесен слой. Той има едни и същи свойства на всяко дадено място – всъщност не променя температурата или солеността. Около Антарктика този слой е предимно около 100 метра [330 feet] дебел през зимата. Под това е мястото, където топлината идва от други части на океана и се смесва с горния слой, където може да попречи на морския лед. Ние показахме в нашите изследвания, че тези подповърхностни океански температури се повишават и местата, където са се затоплили най-много, виждаме най-голямо намаляване на морския лед.
BT: Играейки се на адвокат на дявола, как можем да изключим със сигурност, че това е някакво странно събитие? Как да открием димящия сигнал за климатични промени във всичко това?
ЕД: Честният отговор в момента е, че не можем – не можем окончателно да изключим, че това е точно под няколко десетилетия или вековна вариация в морския лед. Това, което можем да направим обаче, е да разгледаме данните за 45 години, с които разполагаме [satellite surveys of the poles began in 1979]. Това предполага, че ако има някаква промяна или странно събитие, това не се случва в рамките на 45 години.
Другото нещо, което можем да направим, е да използваме модели и да ги управляваме в продължение на хиляди години. Отново, няма индикации, че нещо като 2023 г. редовно се случва на случаен принцип в тези модели.
BT: Антарктика е един от най-отдалечените региони на света. Защо внезапното намаляване на морския лед има значение в световен мащаб?
ЕД: Така че има няколко наистина важни неща, които морският лед прави в климатичната система. Първо, той е наистина бял и ярък, така че отразява слънчевите лъчи обратно в космоса. Това изолира океана под него и го поддържа студен. Ако премахнете това, вие ускорявате скоростта на затопляне в региона и допринасяте за увеличаване на глобалното затопляне.
Второ, малки микроскопични растения, наречени фитопланктон, които абсорбират CO2 в атмосферата, растат върху морския лед, а има и региони, които се образуват около леда, които извеждат CO2 от атмосферата и от повърхността – приблизително 10% от въглеродния диоксид, който хората отделят са излъчени е погълнат от Южния океан.
И накрая, на човешко ниво толкова много наистина емблематични видове живеят около Антарктика. Крилът се храни с фитопланктона, който расте върху леда. Така че, ако го отнемем, крилът ще пострада, както и цялата екосистема на Южния океан.
BT: Ако морският лед продължи в сегашния си спад, къде може да попадне?
ЕД: Най-добрите инструменти, които имаме, са моделите. И ако ги управлявате достатъчно дълго, тогава да, намалявате значително количеството лед около Антарктида. Другият начин, по който можем да предположим, е като разгледаме записите на географските седиментни ядра за минали климатични епохи.
От тях можете да намерите периоди, в които Антарктика имаше дървета и растения и всякакви животни, живеещи на него, което предполага, че това не е замръзнал континент. Така че със сигурност можете да затоплите планетата достатъчно, за да не остане лед, въпреки че много се надявам да не се доближим до това.
BT: Това звучи доста катастрофално за крайбрежните региони, колко ще се повишат морските нива, ако целият този лед се стопи?
ЕД: Антарктика съдържа достатъчно лед, за да повиши глобалното морско ниво с 60 метра [200 feet].
BT: Циркумполярното течение на Антарктида задвижва термохалинната циркулация и глобалните океански течения като Атлантическата меридионална преобръщаща циркулация (AMOC), които са наистина важни за регулирането на атлантическия климат. Може ли това топене да им се отрази?
ЕД: Промените в морския лед определено ще повлияят на AMOC. AMOC има вода, която се образува в Северния Атлантик, става студена и солена и потъва надолу и след това се връща обратно в Антарктика. И има още един цикъл на тази циркулация за студената плътна вода, която се образува около Антарктика.
Това образуване на това, което наричаме антарктическа дънна вода – най-плътната и най-студена вода в световния океан – наистина зависи от образуването на морски лед. Когато ледниците и ледените покривки на Антарктида се стопят, те освобождават прясна вода в океана и намаляват солта в повърхностните води.
Това означава, че те не могат да станат толкова плътни и да потънат толкова лесно, намалявайки скоростта на циркулацията. Има няколко документа, които предполагат, че AMOC има забавен с 30% през последните няколко десетилетия и че може да има намаление до 50%. през следващите години.
Така че абсолютно – промените в морския лед около Антарктида ще променят глобалната преобръщаща се циркулация и разпределението на топлина, сол и хранителни вещества, които носи със себе си.
BT: Въпреки че можем да видим само първите няколко домино във веригата, това, което можем да видим, е началото на фундаментална промяна в начина, по който нашата планета регулира температурата.
ЕД: Абсолютно. Звучи някак грандиозно да го кажа, но е истина. Южният океан около Антарктика е центърът на нашия глобален океан. Това е мястото, където се срещат Тихия, Атлантическия и Индийския океан. Така че промените, които се случват в Южния океан, засягат всички океани по света. И ако се промени, променя климата навсякъде.
BT: И какво трябва да правим по-широко?
ЕД: По принцип единственото нещо, което можем да направим, за да намалим мащаба на тези промени, е да отделим по-малко CO2. Това е единственият лост, който можем да дръпнем. Единственото копче, което можем да въртим, е колко CO2 изхвърляме в атмосферата.
Бележка на редактора: Това интервю е редактирано и съкратено за яснота.