Sedan 2015 har havsisen i Antarktis minskat oavbrutet. En ny studie visar att det oväntade fenomenet kan markera början på en ny fas i klimatsystemet som ingen modell har förutsett.
Den ovanliga ökningen av salthalten i vattnet runt Antarktis utmanar vad man hittills har vetat om havsis. En studie som publicerades denna vecka i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) avslöjar att isbelaget som omger den vita kontinenten har minskat stadigt sedan 2015 och att detta fenomen kanske inte är en tillfällig fluktuation, utan början på en ny fas i det sydliga klimatsystemet som påskyndar avisen.
Enligt forskarteamet blir ytvattnet runt Antarktis allt saltare och denna ökade salthalt utlöser en återkopplingscykel som hindrar havsisen från att återbildas, även på vintern.
Forskarna använde satellitdata och mätningar från undervattensrobotar för att spåra hur salthalten, temperaturen och isens utbredning har utvecklats under de senaste 15 åren.
Antarktiska havsisen har förlorat en yta motsvarande Grönlands sedan 2015 och visar inga tecken på återhämtning.
”Vi förväntade oss att avisen skulle tillföra mer sötvatten till havet och minska salthalten vid ytan, som alltid har observerats”, säger Alessandro Silvano, oceanograf vid University of Southampton och medlem av forskarteamet. ”Men vi upptäckte tvärtom: ytvattnet blir saltare, och det förändrar spelreglerna.”
Från stabila skikt till vertikal blandning
Antarktiska oceanen har, liksom många andra, oftast kallare, mindre salthaltigt och därmed mindre tätt ytvatten som flyter ovanpå varmare och saltare vatten som ligger på större djup. Forskare kallar detta för stratifiering. Denna struktur och sammansättning hindrar värmen från botten från att stiga upp och hjälper till att hålla ytan kall, vilket är en nödvändig förutsättning för att havsis ska bildas.
Men om det övre lagret blir saltare blir det också tätare. Den extra densiteten gör att det sjunker och tränger igenom de undre lagren. Resultatet är en process som kallas vertikal cirkulation, där det varmare vattnet från djupet stiger upp till ytan.
När denna värme kommer i kontakt med havsisen från botten smälter det flytande lagret även under de kallaste månaderna på året. Samtidigt drar uppstigningen av djupvatten med sig mer salt uppåt, vilket förstärker salthalten vid ytan.
På så sätt förstärker cykeln sig själv: högre salthalt genererar mer blandning, vilket genererar mer värme, vilket smälter mer is, vilket möjliggör större solabsorption, och så vidare.
En vändpunkt 2015
Enligt studien började denna mekanism fungera med full kraft från och med 2015, då man observerade en abrupt och ihållande minskning av den antarktiska havsisens utbredning. Sedan dess har en isyta motsvarande Grönlands storlek gått förlorad. Till skillnad från andra svängningar har denna minskning inte vänt.
”Vi kan stå inför en förändring av systemets tillstånd”, varnar teamet. Fram till nyligen antog klimatmodellerna att den globala uppvärmningen skulle leda till ökad nederbörd och ytsmältning, vilket skulle tillföra sötvatten till havet och förstärka stratifieringen. Men detta nya fenomen visar motsatsen: mer värme och mer salt på ytan, vilket påskyndar isförlusten.
En förändring som påverkar hela planeten
Försvinnandet av Antarktis havsis är inte bara ett polärt problem. Denna is fungerar som en stor spegel som reflekterar en del av solstrålningen tillbaka ut i rymden. Utan den absorberar det mörka havet mer energi, vilket intensifierar den globala uppvärmningen. Dessutom frigörs mer värme till atmosfären när en större havsytan exponeras för luften, vilket innebär mer energi för stormar och förändringar i de globala klimatmönstren.
Det finns också ekologiska konsekvenser. Antarktisk krill, som är grunden för den marina näringskedjan i regionen, livnär sig på alger som växer under isen. Utan denna flytande plattform skulle krillbestånden kunna kollapsa, vilket skulle påverka fiskar, pingviner, sälar och valar. Kejsarpingvinerna är särskilt beroende av havsis för att fortplanta sig och uppfostra sina ungar.
Det som händer i Antarktis stannar inte i Antarktis
Forskare påminner om att många av dessa processer observerades på plats under vintern 2016, när en polynya – ett slags hål i isen – öppnades igen i Maud Rise-regionen. Detta isfria fönster gjorde det möjligt att direkt mäta hur värmen steg upp från botten och smälte isen underifrån.
Även om den exakta orsaken till den ökade salthalten fortfarande är okänd – den kan ha samband med förändringar i havsströmmarna, vindarna eller isdynamiken – betonar forskarna att detta beteende inte förutsågs i de nuvarande modellerna.
”Antarktissystemet förändras snabbare än vi hade förväntat oss”, avslutade Silvano. ”Vi måste se över våra modeller, förstärka övervakningen och förbereda oss för de plötsliga förändringar som redan är på gång.”
