Nízkofrekvenční vibrace Rossova ledového šelfu pravděpodobně způsobují vlnění a vlnění ve vzduchu nad Antarktidou, zjistila nová studie. Pomocí matematických modelů ledového šelfu autoři studie ukazují, jak vibrace v ledu odpovídají vibracím pozorovaným v atmosféře a pravděpodobně způsobují tyto záhadné atmosférické vlny.
Vědci na stanici McMurdo objevili v roce 2011 neobvyklé atmosférické vlny s výškou 30 až 115 kilometrů (20 až 70 mil) nad Antarktidou. let. Vědci běžně pozorují atmosférické vlny po celém světě, ale přetrvávání těchto vln je učinilo neobvyklými a vědci nevěděli, co je způsobuje.
Nový výzkum řeší tuto záhadu propojením atmosférických vln s vibracemi Rossova ledového šelfu - největšího ledového šelfu na světě o rozloze téměř půl milionu čtverečních kilometrů (188 000 mil), zhruba velikost Francie. Nepostřehnutelné vibrace ledového šelfu způsobené vlnami oceánu a jinými silami se podle nové studie přenášejí a zesilují v atmosféře.
Pokud jsou předpovědi studie správné, vědci by mohli tyto atmosférické vlny použít k měření vlastností ledového šelfu, které je normálně obtížné sledovat, jako je míra stresu, pod kterým je ledový šelf pod vlivem oceánských vln.
„Pokud jsou atmosférické vlny generovány ledovými vibracemi, rytmickými vibracemi ledu – pak to nese spoustu informací o samotném ledovém šelfu,“řekl Oleg Godin, profesor na Naval Postgraduate School v Monterey v Kalifornii. a hlavní autor nové studie publikované v Journal of Geophysical Research: Space Physics, časopise American Geophysical Union.
Tyto informace by mohly vědcům pomoci lépe porozumět stavu a stabilitě ledových šelfů, což jsou trvale plovoucí vrstvy ledu spojené s pevninou. Vědci pozorně sledují velikost a pohyb ledových šelfů, protože když se rozpadnou, nepřímo přispívají ke zvýšení hladiny moře svým dopadem na pevninský led.
„Ledové šelfy chrání nebo brání suchozemskému ledu, aby se dostal do oceánu,“řekl Peter Bromirski, výzkumný oceánograf ze Scripps Institute of Oceanography v La Jolla v Kalifornii, který se na nové studii nepodílel. "Dlouhodobý vývoj ledového šelfu - ať už se rozpadá a rozpadá - je důležitým faktorem v tom, jak rychle bude stoupat hladina moře."
Vysvětlení vibrací
V nové studii Godin a jeho spoluautor Nikolay Zabotin použili dva teoretické modely Rossova ledového šelfu, aby ukázali, že vibrace v ledu mohou vytvářet atmosférické vlny.
Jeden model aproximuje ledovou polici jako hladkou obdélníkovou ledovou desku, zatímco druhý aproximuje led jako vrstvenou tekutinu. Autoři začlenili do každého modelu známé vlastnosti ledového příkrovu, jako je elasticita, hustota a tloušťka, aby vypočítali dobu, kterou by vibrace v ledu potřebovaly k dokončení jednoho cyklu.
Zjistili, že oba modely předpovídají, že ledový šelf produkuje vibrace během 3 až 10 hodin, což odpovídá době trvání vibrací pozorovaných v atmosféře. Tyto vibrace ledového šelfu by pravděpodobně také vytvořily atmosférické vlny s vertikální vlnovou délkou 20 až 30 kilometrů (12 až 18 mil), což je další rys pozorovaných vln.
„Dokonce i v tomto zjednodušeném popisu [ledu] snadno vysvětluje nejvýraznější rysy pozorování,“řekl Godin. "Proto to přesahuje hypotézu. Řekl bych, že je to nyní teorie."
Vibrace se podle nové studie přenášejí z ledového šelfu do atmosféry přímým kontaktem se vzduchem nad šelfem. Zatímco vibrace ledového příkrovu jsou malé, atmosférické poruchy, které vytvářejí, mohou být velké kvůli sníženému tlaku vzduchu vysoko v atmosféře. Například vibrace ledové police o amplitudě jednoho centimetru tlačí na vzduch přímo nad ní. Jak vibrace kaskádovitě stoupají nahoru, může narůst v amplitudě a pohybovat vzduchem stovky metrů nahoru a dolů, když vlna dosáhne méně hustého vzduchu vysoko v atmosféře, řekl Godin.
Velikost těchto atmosférických vln umožňuje jejich snadné pozorování pomocí radaru a systému Lidar, systému podobného radaru, který ke skenování atmosféry využívá laserové světlo. Godin a Zabotin plánují použít pokročilý výzkumný radar k podrobnějšímu studiu atmosférických vln, aby lépe porozuměli chování Rossova ledového šelfu.
"V literatuře se objevují návrhy, že zrychlené rozpadání ledových šelfů povede ke zvýšení hladiny moře o několik metrů do konce století," řekl Godin. „Cokoli, co můžeme udělat pro kvantifikaci toho, co se děje s těmito velkými ledovými policemi, je nesmírně důležité.
