Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Lodowce szelfowe mogą błyskawicznie się rozpadać

Recommended Posts

Lodowce szelfowe mogą zniknąć błyskawicznie, czasami wystarczą minuty lub godziny, by się rozpadły. Proces ten jest napędzany przez wodę, która wdziera się w pęknięcia lodowca. Wiele z lodowców szelfowych znajduje się bezpośrednio przy wybrzeżach Antarktyki i stanowią fizyczną barierę zapobiegającą spływaniu ludowców z lądu do oceanu. Autorzy najnowszych badań, opublikowanych właśnie w Nature, twierdzą, że od 50 do 70 procent antarktycznych lodowców szelfowych jest zagrożonych rozpadem z powodu globalnego ocieplenia.

Odkryliśmy, że tempo topnienia jest ważne, ale równie ważne jest to, gdzie to topnienie zachodzi mówi główna autorka najnowszych badań, Ching-Yao Lai z Columbia University. Największą zagadką jest to, kiedy lodowiec może się rozpaść, dodaje Christine Dow z kanadyjskiego University of Waterloo, która nie była zaangażowana w najnowsze badania.

Niektóre z lodowców szelfowych pływają na otwartych wodach i nie mają wpływu na to, co dzieje się z lodowcami na lądzie.

Jednak lodowce szelfowe znajdujące się np. w zatokach stanowią fizyczną barierę, która spowalnia spływanie do oceanu lodowców z lądu. W takim przypadku na lodowce szelfowe działają potężne siły. Z jednej strony są one poddawane naciskowi ze strony lodu spływającego z lądu, z drugiej strony napierają na ląd, z trzeciej zaś są rozciągane, gdy przemieszczają się na wodzie. W wyniku tych procesów na lodowcach szelfowych pojawiają się liczne pęknięcia. Jeśli nad taki lodowiec napłynie ciepłe powietrze i lodowiec zacznie się topić, pojawi się woda, która będzie wdzierała się w pęknięcia. Może ona błyskawicznie doprowadzić do rozpadu lodowca szelfowego. A w takim wypadku znika bariera między oceanem a lodowcem na lądzie, więc lodowiec może przyspieszyć spływanie do oceanu.

Naukowcy spekulują, że ofiarą takiego procesu pękania i wdzierania się wody padł lodowiec szelfowy Larsen B, który w 2002 roku w ciągu zaledwie kilku tygodni stracił 3250 km2 powierzchni.

Lai i jej zespół chcieli wiedzieć, które z lodowców szelfowych są najbardziej narażone na rozpad. Opracowali więc model maszynowego uczenia się, który był trenowany na zdjęciach lodowców z przeszłości. Celem treningu było nauczenie algorytmu rozpoznawania cech charakterystycznych prowadzących do rozpadu lodowców. Algorytm uczono na podstawie zdjęć satelitarnych lodowców szelfowych Larsen C i Jerzego VI. Następnie algorytm zaimplementowano do zdjęć całej Antarktyki.

Na tej podstawie zidentyfikowali te pęknięcia, które – po uwzględnieniu nacisku wywieranego przez masy lodu oraz ruchy lodowca na wodzie – z największym prawdopodobieństwem będą się powiększały. Teraz uczonych czeka odpowiedź na pytanie, kiedy może dojść do rozpadu poszczególnych lodowców szelfowych. W tym celu naukowcy będą musieli połączyć swój model z modelami klimatycznymi oraz modelami opisującym spływanie lodowców z lądu. Na razie grupa Lai nie jest w stanie zakreślić ram czasowych, w których może dojść do masowego rozpadania się lodowców szelfowych. Jednak inna grupa naukowa już w 2015 roku stwierdziła, że stanie się to w perspektywie najbliższych dekad.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Big Bear Solar Observatory, Instituto de Astrofísica de Canarias oraz New York University poinformowali, że Ziemia pociemniała w wyniku zmian klimatycznych. Główną zaś przyczyną zmniejszonego współczynnika odbicia naszej planety są ogrzewające się oceany. Na potrzeby swoich badań uczeni wykorzystali dane z 20 lat (1998–2017) pomiarów światła popielatego oraz pomiary satelitarne. Okazało się, że w tym czasie doszło do znacznego spadku albedo – stosunku światła padającego do odbitego – Ziemi.
      Światło popielate to światło odbite od Ziemi, które pada na nieoświetloną przez Słońce powierzchnię Srebrnego Globu. Możemy z łatwością zaobserwować je w czasie, gdy Księżyc widoczny jest jako cienki sierp o zmierzchu lub świcie. Widzimy wtedy słabą poświatę na pozostałej części jego tarczy. To właśnie światło popielate, odbite od naszej planety światło słoneczne, które dotarł do Księżyca.
      Obecnie, jak czytamy na łamach pisma Geophysical Research Letters wydawanego przez American Geophysical Union, Ziemia odbija o około 0,5 W na m2 mniej światła niż przed 20 laty, a do największego spadku doszło na przestrzeni 3 ostatnich lat badanego okresu. Taka wartość oznacza, że współczynnik odbicia naszej planety zmniejszył się o około 0,5%. Ziemia odbija około 30% padającego na nią światła słonecznego.
      Taki spadek albedo był dla nas zaskoczeniem, gdyż przez wcześniejszych 17 lat utrzymywało się ono na niemal stałym poziomie, mówi Philip Goode z Big Bear Solar Observatory.
      Na albedo planety wpływają dwa czynniki, jasność jej gwiazdy oraz współczynnik odbicia samej planety. Badania wykazały zaś, że obserwowane zmiany albedo Ziemi nie są skorelowane ze zmianami jasności Słońca, a to oznacza, że przyczyna zmian albedo znajduje się na samej Ziemi.
      Jak wykazały dalsze analizy, satelity pracujące w ramach projektu Clouds and the Earth’s Radiant Energy System (CERES) zarejestrowały spadek pokrywy nisko położonych jasnych chmur tworzących się nad wschodnią częścią Pacyfiku. Do spadku tego doszło u zachodnich wybrzeży obu Ameryk. Z innych zaś badań wiemy, że w tamtym regionie szybko rośnie temperatura wód powierzchniowych oceanu, a zjawisko to spowodowane jest zmianami w dekadowej oscylacji pacyficznej (PDO). Zaś zmiany te są najprawdopodobniej wywołane globalnym ociepleniem.
      Zmniejszenie współczynnika odbicia oznacza również, że w całym ziemskim systemie zostaje uwięzione więcej energii słonecznej niż wcześniej. To może dodatkowo napędzać globalne ocieplenie.
      Specjaliści zauważają, że to niepokojące zjawisko. Jakiś czas temu naukowcy meli nadzieję, że globalne ocieplenie doprowadzi do pojawienia się większej ilości chmur i zwiększenia albedo Ziemi, co złagodzi wpływ człowieka na klimat i go ustabilizuje. Tymczasem okazało się, że chmur tworzy się mniej, przez co albedo spada.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Los Marsa został przypieczętowany na samym początku. Najprawdopodobniej istnieje pewna granica wielkości, powyżej której skaliste planety są w stanie utrzymać procesy tektoniczne oraz wystarczająco dużo wody, by mogło zaistnieć życie. Mars znajduje się poniżej tej granicy, mówi profesor Kun Wang z Washington University in St. Louis, główny autor najnowszych badań. Mogą one wyjaśniać, dlaczego Marsie nie rozwinęło się życie na podobieństwo tego na Ziemi.
      Badania marsjańskich meteorytów, zdjęcia przysłane przez sondy Viking czy prace łazików Curiosity i Perseverance pokazują, że w przeszłości na Marsie znajdowała się woda. Do dzisiaj pozostały kanały i doliny przez nią wyrzeźbione. Obecnie na powierzchni Czerwonej Planety wody nie ma, dysponujemy za to licznymi hipotezami, których autorzy próbowali wyjaśnić, co się z nią stało. Jedna z nich mówi np., że z czasem pole magnetyczne Marsa osłabło, planeta utraciła atmosferę, a w konsekwencji i wodę z powierzchni.
      Autorzy badań, których wyniki ukazały się właśnie na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), wskazują na bardziej podstawową przyczynę braku wody i życia na Marsie.
      Wang i jego zespół wykorzystują stabilne izotopy potasu do oceny obecności, rozkładu i ilości ulotnych związków czy pierwiastków w różnych ciałach niebieskich. Potas to umiarkowanie ulotny pierwiastek, ale zdecydowano się go użyć, jako punktu odniesienia do badania tych bardziej ulotnych, w tym molekuł wody. Wykorzystanie potasu to dość nowa technika, która wzięła się z prób określania związków ulotnych na Marsie metodą badania stosunku potasu do toru.
      Naukowcy z St. Louis wzięli pod lupę 20 marsjańskich meteorytów, które wybrano tak, by ich skład związków krzemu był reprezentatywny dla powierzchni Czerwonej Planety. Na podstawie badań doszli do wniosku, że Mars utracił w czasie formowania się więcej potasu i innych elementów ulotnych niż Ziemia. Ale straty te były mniejsze niż w przypadku Księżyca i asteroidy 4-Vesta, ciał niebieskich mniejszych i bardziej suchych od Marsa i Ziemi. Jednocześnie uczeni zauważyli ścisły związek pomiędzy rozmiarami ciała niebieskiego, a zawartością izotopów potasu.
      Odkrycie związku pomiędzy zawartością izotopów potasu, a grawitacją planety niesie ze sobą znaczące implikacje odnośnie tego, w jaki sposób planety zyskały i straciły ulotne elementy, stwierdza współautorka badań, profesor Katharina Lodders.
      Meteoryty marsjańskie są jedynymi próbkami, na podstawie których możemy badań skład chemiczny Marsa. Liczą sobie one od kilkuset milionów do 4 miliardów lat i jest w nich zapisana historia Czerwonej Planety. Mierząc poziom izotopów umiarkowanie ulotnych pierwiastków, jak potas, możemy wnioskować o utracie elementów ulotnych przez planetę i robić porównania z innymi ciałami niebieskimi, mówi Wang. Naukowiec dodał, że nie wierzy w hipotezy mówiące, iż w przeszłości Mars był bardziej wilgotny niż Ziemia.
      Najnowsze odkrycie ma znacznie dla poszukiwań życia pozaziemskiego. Nasze badania pokazują, że istnieje bardzo ograniczony zakres rozmiarów planet, który pozwala na posiadania wystarczającej – ale nie za dużej – ilości wody, pozwalającej na istnienie zdanej do zamieszkania powierzchni lądowej, wyjaśnia Klaus Mezger z Uniwerystetu w Bernie.
      Wang zaznacza, że poszukując egzoplanet mogących zawierać życie, należy zwracać też uwagę na wielkość i masę planet. Rozmiar egzoplanety jest akurat tą cechą, którą najłatwiej jest ocenić. Opierając się na masie i rozmiarze możemy zaś wyłaniać kandydatów do posiadania życia, gdyż rozmiar to podstawowy czynnik decydujący o istnieniu elementów ulotnych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Obliczenia przeprowadzone na Uniwersytecie w Bonn wskazują, że Model Standardowy powinien zostać poszerzony. Nie możemy być tego jeszcze całkowicie pewni. Nasze obliczenia powinny być nieco bardziej precyzyjne. Jeśli jednak uzyskane wyniki się potwierdzą, będzie to jedno z najważniejszych odkryć w fizyce cząstek w ostatnich latach, mówi główny autor badań Chien-Yeah Seng. Ich wyniki zostały właśnie opublikowane na łamach Physics Letters B.
      Obowiązujący od kilkudziesięciu lat Model Standardowy opisuje trzy z czterech oddziaływań podstawowych oraz wszystkie znane cząstki. To jedna z najważniejszych teorii fizyki. Oparł się licznym próbom podważenia i wielokrotnie został potwierdzony. Jest modelem świetnie opisującym wszechświat, a jednocześnie wiemy, że jest bardzo niekompletny. Nie opisuje grawitacji, ciemnej materii i ciemnej energii, nie uwzględnia masy neutrino. Bardzo często więc słyszymy o możliwym istnieniu „fizyki poza Modelem Standardowym”. Badania uczonych z Bonn stanowią kolejną – silną – wskazówkę, że fizyka taka istnieje. A naukowcy wywiedli ją z badań nad rozpadem kaonów.
      Kaony (mezony K) wchodzą w skład promieniowania kosmicznego. Są niestabilne, szybko dochodzi do ich rozpadu. W Modelu Standardowym rozpad ten opisywany jest za pomocą elementu Vus, a jego wartość można wyliczyć na podstawie eksperymentalnych danych. Problem jednak w tym, że dla różnych rodzajów rozpadu, wartość ta jest różna. To może wskazywać na istnienie zjawisk wykraczających poza Model Standardowy. Jednak nie możemy tego być pewni z trzech powodów.
      Po pierwsze, eksperymentalne pomiary mogą być błędne lub niedokładne. Po drugie, obliczenia dokonywane na ich podstawie mogą być niedokładne. Po trzecie zaś – Model Standardowy może się mylić co do kaonów.
      Obecnie uważa się, że pierwsza przyczyna problemów z wartością Vus nie wchodzi w rachubę. Potrafimy bowiem z coraz większą precyzją badać Vus, a kolejne eksperymenty dają takie same wyniki.
      Wciąż jednak nie wiemy, czy obliczenia Vus na podstawie Modelu Standardowego są prawidłowe. Dzieje się tak, gdyż możemy dokonywać tych obliczeń tylko z pewnym przybliżeniem i tylko za pomocą potężnych superkomputerów. W tej chwili nie dysponujemy maszynami, które pozwoliłyby na precyzyjne obliczenie Vus. Żeby uzyskać pewność, co do prawidłowości obliczeń Vus musielibyśmy zaangażować najpotężniejsze komputery na dziesiątki lat. To nie wchodzi w rachubę. Chcemy jednak wiedzieć, czy możemy wierzyć naszym obliczeniom Vus, bo tylko wtedy będziemy mogli stwierdzić, czy w Modelu Standardowym tkwi błąd, wyjaśnia Seng.
      Badacz wraz z kolegami z Bonn zaproponował nową metodę, która znakomicie skraca czas obliczeń. Podzieliliśmy obliczenia Vus na wiele małych fragmentów. Dzięki temu byliśmy w stanie obliczyć wartość Vus dla rozpadu kaonów znacznie szybciej i znacznie dokładniej niż wcześniej było to możliwe, stwierdza naukowiec.
      Z obliczeń wynika, że rzeczywiście istnieją rozbieżności w wartościach Vus liczonych na podstawie Modelu Standardowego. To zaś jest silną wskazówką, że na rozpad kaonów wpływ mają zjawiska, których Model Standardowy nie opisuje. Jednak, jak zaznaczono na wstępie, nie możemy być tego całkiem pewni, gdyż obliczenia Senga i jego zespołu wciąż nie są wystarczająco precyzyjne.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nowy raport IPCC to „czerwony alarm dla ludzkości", stwierdził Sekretarz Generalny ONZ Antonio Guterres. Opublikowana właśnie część raportu to pierwsze od 2013 roku duże opracowanie podsumowujące stan wiedzy na temat zmian klimatycznych. Jeśli połączymy siły, możemy jeszcze uniknąć katastrofy. Ale, jak pokazuje raport, nie ma już czasu na zwłokę, nie ma też wymówek. Raport opublikowano na trzy miesiące przed szczytem klimatycznym w Glasgow.
      Autorzy raportu mówią, że od roku 1970 temperatury na powierzchni Ziemi rosną szybciej niż w jakimkolwiek 50-letnim okresie w ciągu ostatnich 2000 lat. Używając terminologii sportowej, atmosfera jest na dopingu, co oznacza, że coraz częściej obserwujemy ekstremalne zjawiska, mówi Peteri Taalas, sekretarz generalny Światowej Organizacji Meteorologicznej.
      Główne wnioski z raportu to:
      – w dekadzie 2011–2020 średnia globalna temperatura była o 1,09 stopnia Celsjusza wyższa niż w latach 1850–1900, a ostatnich pięć lat było najgorętszych od roku 1850;
      – tempo wzrostu poziomu oceanów jest obecnie niemal trzykrotnie szybsze niż w latach 1901–1971;
      – z 90-procentową pewnością można stwierdzić, że wpływ człowieka jest głównym powodem wycofywania się lodowców i spadku pokrywy lodu morskiego w Arktyce obserwowanych od lat 90. XX w.
      – jest pewne, że gorące ekstrema, w tym fale upałów, stają się od lat 50. XX w. częstsze i bardziej intensywne, a fale mrozów rzadsze i mniej poważne.
      W raporcie czytamy również, że już teraz globalne ocieplenie spowodowało zmiany w wielu systemach podtrzymywania życia na planecie. Systemy te mogą powrócić do stanu sprzed zmian dopiero w perspektywie setek bądź tysięcy lat. Oceany będą się ocieplały i zwiększały kwasowość, a lodowce będą wycofywały się jeszcze przed dekady lub wieki. Autorzy ostrzegają, że każdy dodatkowy ułamek stopnia, o który ogrzejemy planetę, będzie tylko pogarszał sytuację.
      W chwili obecnej nie można też wykluczyć – choć jest to mało prawdopodobne – wzrostu poziomu oceanów o 2 metry do roku 2100 i o 5 metrów do roku 2150. To zaś oznacza, że w najbliższych dekadach miliony osób mieszkających na wybrzeżach będą musiały uciekać przed powodziami i podtopieniami.
      W Porozumieniu Paryskim z 2015 roku założono, że wzrost średnich temperatur na Ziemi zostanie powstrzymany poniżej 2 stopni Celsjusza w porównaniu z epoką przedprzemysłową, a celem jest utrzymanie go na poziomie poniżej 1,5 stopnia. Z najnowszego raportu wynika, że obecnie jedynym sposobem, by dotrzymać tych ustaleń jest szybkie i bardzo poważne zmniejszenie emisji węgla do atmosfery. Wszelkie inne scenariusze rozważane w raporcie nie dają szansy na utrzymanie temperatur w zaplanowanych widełkach. To zaś oznacza, że w krótkim czasie średnie temperatury na powierzchni Ziemi mogą wzrosnąć do takich, jakich planeta nie doświadczyła od setek tysięcy lub nawet milionów lat. To temperatury, z którymi nigdy się nie zetknęliśmy.
      Obecnie ludzkość emituje około 40 miliardów ton CO2 rocznie, tymczasem naukowcy ostrzegają, że jeśli wyemitujemy dodatkowo 500 miliardów ton, to szansa, że globalne ocieplenie zatrzyma się przed poziomem 1,5 stopnia Celsjusza wynosi 50:50.
      W raporcie czytamy, że wzrost temperatur o 1,5 stopnia Celsjusza powyżej epoki przedprzemysłowej nastąpi do roku 2040. Pod warunkiem jednak, że w ciągu najbliższych kilku lat dojdzie do znaczącej redukcji emisji. Jeśli tak się nie stanie, te 1,5 stopnia osiągniemy szybciej.
      Autorzy raportu przygotowali 5 różnych scenariuszy emisji dwutlenku węgla. Tylko 2 z nich dają szansę, na powstrzymanie globalnego ocieplenia przed poziomem 2 stopni Celsjusza. Najbardziej ambitny, który zakłada, że do połowy wieku emisja spadnie do poziomu 0 netto, pozwala przypuszczać, że globalne ocieplenie uda się zatrzymać nieco powyżej poziomu 1,5 stopnia Celsjusza w porównaniu z epoką przedprzemysłową.
      W związku z opublikowaniem raportu Antonio Guterres wezwał wszystkie kraje, by zrezygnowały z planów budowy nowych elektrowni węglowych oraz planów rozwoju i eksploracji paliw kopalnych. Raport ten musi być dzwonem pogrzebowym dla węgla i paliw kopalnych, zanim zniszczą one naszą planetę, stwierdził.
      Dzisiaj zaprezentowano pierwszą część, podsumowanie, raportu. Liczy sobie ono 41 stron. Dostępny jest też cały raport [PDF] o objętości niemal 4000 stron, jednak pozostałe strony oznaczono jako Wersja zaakceptowana. Może zostać poddana ostatecznej edycji.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Rozsypanie w środowisku sproszkowanego bazaltu pozwoliłoby na usunięcie z atmosfery dużej ilości dwutlenku węgla, a jednocześnie poprawiłoby jakość gleb. Taki wniosek płynie z badań opisanych na łamach Nature Geoscience, a prowadzonych przez grupę Daniela Golla z Uniwersytetu w Augsburgu.
      Niemieccy naukowcy oszacowali koszty i skutki tzw. przyspieszonego wietrzenia, czyli jednej z metod, która ma pomóc nam w poradzeniu sobie z rosnącym stężeniem dwutlenku węgla w atmosferze.
      Pomimo deklaracji o zmniejszaniu emisji CO2 do atmosfery, wszystko wskazuje na to, że przez kolejne dziesięciolecia będzie ona wciąż olbrzymia. Dlatego też proponuje się inne metody radzenia sobie z problemem, jak np. sadzenie drzew czy użycie technologii bezpośredniego przechwytywania dwutlenku węgla u źródła emisji i składowania go pod ziemią. Tymczasem emisja – liczona łącznie ze źródeł przemysłowych i zmiany przeznaczenia ziemi – ciągle rośnie z nieco ponad 30 miliardów ton CO2 w roku 2000 do 43 miliardów ton w roku 2019.
      Metoda przyspieszonego wietrzenia polega na wykorzystaniu i przyspieszeniu naturalnego procesu wietrzenia skał, w którym dwutlenek węgla z atmosfery reaguje z glebą i skałami, tworząc jony wodorowęglanów. Dodanie sproszkowanego bazaltu do gleby zwiększy powierzchnię dostępną dla tych rekcji, przyspieszy wietrzenie i pozwoli na wycofanie z atmosfery więcej węgla.
      Jednocześnie zaś bazalt powinien usprawnić drenaż i zmniejszyć zakwaszenie gleb. Wiemy, że rośliny przyspieszają wietrzenie, więc uważamy, że proces ten przyspieszy, gdy będzie więcej roślinności, mówi Goll.
      Naukowcy oszacowali skutki rozpylenia 5 kg/m2 sproszkowanego bazaltu na pokryty roślinami obszar 55 milionów km2. Okazało się, że w ten sposób można by wycofać z atmosfery do 2,5 miliarda ton CO2.
      Kosztami w tym przypadku będą wydobycie, pokruszenie, transport i dystrybucja bazaltu. Zdaniem Golla koszt całej operacji może zamknąć się kwotą 150 USD za każdą wycofaną z atmosfery tonę CO2. Tymczasem koszty zalesiania wynoszą do 50 USD na tonę CO2, koszt bioenergii z przechwytywaniem CO2 to 100–200 USD, a koszt bezpośredniego przechwytywania CO2 wynosi 100–300 USD.
      Eksperymenty z przyspieszonym wietrzeniem prowadzone są już w Wielkiej Brytanii, Niemczech, USA, Australii i Malezji. Naukowcy szacują wpływ pyłu bazaltowego na ludzkie zdrowie, sprawdzają go pod kątem obecności metali ciężkich oraz badają, czy nie niesie to ryzyka przenawożenia gleby i wody. Wszystkie metody usuwania węgla z atmosfery mają jakieś ograniczenia, a im powszechniej są stosowane, tym więcej negatywnych skutków się ujawnia, mówi Jessica Strefler z Poczdamskiego Instytutu Badań nad Klimatem.
      Z kolei Jens Hartman, biogeochemik z Uniwersytetu w Hamburgu zwraca uwagę, że dodatkowym pozytywnym skutkiem zastosowania sproszkowanego bazaltu może być spłynięcie jonów wodorowęglanów do oceanów, gdzie zmniejszą one zakwaszenie wody. "W przyszłości zaś można by zbadać, jak przyspieszone wietrzenie w połączeniu z biowęglem poprawią stosunki wodne w glebie, czyniąc ją bardziej odporną na susze", dodaje.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...