(Scripps Oceanografi/YouTube) I årtier, varmere vandsiver ind i det arktiske havhar i stigende grad truet arktisk havis, hvor forskere forudsiger, at ispakken kan forsvinde helt om somre framidten af det næste årti.
Forskere har nu afsløret en af mekanismernedriver denne katastrofe, der identificerer, hvordan 'varmebomber' af varmt, saltvand fra Stillehavet strømmer ind i det kolde Arktiske Ocean og opvarmer isen ovenfra nedefra i måneder eller endda år.
'Hastigheden af accelererende havissmeltning i Arktis har været svær at forudsige nøjagtigt, delvist på grund af alle de komplekse lokale tilbagekoblinger mellem is, hav og atmosfære,' siger fysisk oceanograf Jennifer MacKinnon fra Scripps Institution of Oceanography ved UC San Diego.
'Dette arbejde viser den store rolle i opvarmningen, som havvand spiller som en del af disse tilbagemeldinger.'
Disse hvirvlende varmebomber kan vare i måneder til år og bevæger sig langt mod nord under hovedisen nær nordpolen, og destabiliserer denne is, når varmen i dem gradvist men støt diffunderer opad. pic.twitter.com/yPABP7uPg9
— Scripps Institution of Oceanography (@Scripps_Ocean) 23. april 2021
I 2018 besøgte MacKinnon det arktiske hav som chefforsker for en forskningsekspedition ombord på RV Sikuliaq som en del af Lagdelt havdynamik i Arktis (SODA), et multi-institutionelt projekt finansieret af US Office of Naval Research.
Et af målene var at lære mere om, hvordan varmere vandstrømme fra Stillehavet kommer ind i det arktiske hav via Beringstrædet, hvilket bringer 'hidtil usete mængder af varme' med sig, der strækker sig hundreder af kilometer ind i Beaufort Gyre , en kæmpe havstrøm nord for Alaskas og Canadiske kyster.
Et dast CTD-system (conductivity-temperature-depth) indsat under SODA-krydstogtet i 2018 i det arktiske hav. (San Nguyen)
'Dette vand fra Stillehavet bringer både varme og unikke biogeokemiske egenskaber, hvilket bidrager til enskiftende arktiske økosystem,' forskerne forklare i deres nye undersøgelse .
'Men vores evne til at forstå eller forudsige denne indkommende vandmasses rolle er blevet hæmmet af manglende forståelse af de fysiske processer, der kontrollerer subduktion og udvikling af dette varme vand.'
Takket være SODA-ekspeditionen og dens række af videnskabelige målinger – herunder satellitbilleder og en række aflæsninger i vand fra nedsænkelige sensorer og køretøjer – er fysikken nu meget mindre af et mysterium.
Ifølge holdets nye observationer er det salte, tættere Pacific Summer Water (PSW), som holdet sammenligner med en 'varm stråle i et koldt hav' , glider under det køligere, friskere arktiske hav ved overfladen via en subduktionsproces.
Mens den bugtende stråle strømmer ind i gyren, kiles lommer af varmere vand – kaldet 'varmebomber' – ind under det friskere vand ovenover, og bliver lodret komprimeret og bryder op i mindre, snurrende hvirvler.
'Selvom noget varme går tabt til atmosfæren, subducerer langt de fleste sig for at blive sekvestreret fra direkte kontakt med atmosfæren og efterfølgende omrørt og spredt under overfladen mod det centrale bassin,' skriver forfatterne .
Ud over de langsigtede smelteeffekter, som disse opvarmede hvirvler giver til havisen ovenover, introducerer indtrængen af stillehavsvande også en blanding af organisk og kemisk stof til det arktiske miljø,virkningerne af, som i sidste ende stadig er ukendte.
Selvom disse nye indsigter vil hjælpe os med at udvikle bedre modeller til mere præcist at forudsige den fysik, der ligger til grund for fremtidige ændringer af arktisk havis, er prognosen på kort sigt allerede bestemt.
'Efterhånden som varmeindholdet i PSW vokser, skulle kombinationen af PSW-subduktion, lateral omrøring og opadgående vertikal blanding føre til et mønster af accelererende havissmeltning, der spredes ud fra Stillehavets indstrømning, som det er blevet observeret i de seneste årtier,' afslutter holdet .
Resultaterne er rapporteret i Naturkommunikation .