80°Ю 60°В / 80°Ю 60°В / -80; 60
Восточно -Антарктический ледяной щит ( EAIS ) расположен между 45° западной долготы и 168° восточной долготы. Он был впервые сформирован около 34 миллионов лет назад [3] и является крупнейшим ледяным щитом на всей планете, с гораздо большим объемом, чем Гренландский ледяной щит или Западно-Антарктический ледяной щит (WAIS), от которого он отделен Трансантарктическими горами . Ледяной щит имеет толщину около 2,2 км (1,4 мили) в среднем и 4897 м (16 066 футов) в своей самой толстой точке [2] . Здесь также находятся географический Южный полюс , Южный магнитный полюс и станция Амундсена–Скотта на Южном полюсе .
Поверхность EAIS является самым сухим, ветреным и холодным местом на Земле. Недостаток влаги в воздухе, высокое альбедо от снега, а также постоянно высокая высота поверхности [4] приводят к зарегистрированным рекордным низким температурам около −100 °C (−148 °F). [5] [6] Это единственное место на Земле, достаточно холодное для того, чтобы инверсия температуры атмосферы происходила постоянно. То есть, в то время как атмосфера обычно самая теплая вблизи поверхности и становится холоднее на большей высоте, атмосфера во время антарктической зимы холоднее на поверхности, чем в ее средних слоях. Следовательно, парниковые газы фактически удерживают тепло в средней атмосфере и уменьшают его поток к поверхности, пока длится инверсия температуры. [4]
Из-за этих факторов Восточная Антарктида испытывала небольшое похолодание в течение десятилетий, в то время как остальной мир нагревался в результате изменения климата . Явное потепление над Восточной Антарктидой начало происходить только с 2000 года и не было окончательно обнаружено до 2020-х годов. [7] [8] В начале 2000-х годов похолодание над Восточной Антарктидой, которое, по-видимому, перевешивало потепление над остальной частью континента, часто неверно интерпретировалось средствами массовой информации и иногда использовалось в качестве аргумента для отрицания изменения климата . [9] [10] [11] После 2009 года улучшения в инструментальных температурных записях Антарктиды доказали, что потепление над Западной Антарктидой привело к последовательному чистому потеплению на всем континенте с 1957 года. [12]
Поскольку Восточно-Антарктический ледяной щит едва нагрелся, в среднем он все еще набирает лед. [13] [14] например, спутниковые данные GRACE показали прирост массы Восточной Антарктиды на 60 ± 13 миллиардов тонн в год в период с 2002 по 2010 год. [15] Наиболее вероятно, что сначала будут наблюдаться устойчивые потери льда в ее самых уязвимых местах, таких как ледник Тоттен и бассейн Уилкса . Эти области иногда в совокупности описываются как подледниковые бассейны Восточной Антарктиды, и считается, что как только потепление достигнет около 3 °C (5,4 °F), они начнут разрушаться в течение примерно 2000 лет, [16] [17] Этот коллапс в конечном итоге добавит от 1,4 м (4 фута 7 дюймов) до 6,4 м (21 фут 0 дюймов) к уровню моря, в зависимости от используемой модели ледяного щита . [18] В целом EAIS содержит достаточно льда, чтобы поднять уровень мирового океана на 53,3 м (175 футов). [2] Однако для того, чтобы весь ледяной покров исчез, потребуется глобальное потепление в диапазоне от 5 °C (9,0 °F) до 10 °C (18 °F) и минимум 10 000 лет. [16] [17]
Восточно-Антарктический ледниковый щит расположен непосредственно над Восточно-Антарктическим щитом — кратоном (стабильной областью земной коры ) площадью 10 200 000 км2 ( 3 900 000 кв. миль), что составляет около 73% всей суши Антарктиды. [19] Восточная Антарктида отделена от Западной Антарктиды из-за наличия Трансантарктических гор , которые простираются почти на 3500 км (2200 миль) от моря Уэдделла до моря Росса и имеют ширину 100–300 км (62–186 миль). [1]
Средняя толщина ледяного покрова составляет около 2,2 км (1,4 мили). Самый толстый лед в Антарктиде находится около Земли Адели , недалеко от юго-восточного побережья ледяного покрова, в подледниковой котловине Астролябии , где его толщина составляла 4897 м (16 066 футов) около 2013 года. [1] Большая часть ледяного покрова уже расположена на большой высоте: в частности, плато Доум Аргус имеет среднюю высоту около 4 км (2,5 мили), и все же оно подстилается горным хребтом Гамбурцева , средняя высота которого составляет 2,7 км (1,7 мили), что примерно эквивалентно по размеру Европейским Альпам . [20] [21] Следовательно, толщина льда над этими горами колеблется от около 1 км (0,62 мили) над их вершинами до около 3 км (1,9 мили) над долинами. [22]
Эти высокие высоты являются важной причиной того, почему ледяной щит является самым сухим, ветреным и холодным местом на Земле. В частности, Купол А устанавливает зарегистрированные рекорды низких температур около −100 °C (−148 °F). [5] [6] [4] Единственные свободные ото льда районы Восточной Антарктиды — это те, где годовое количество осадков слишком мало для формирования ледяного слоя, что имеет место в так называемых Сухих долинах Мак-Мердо на юге Земли Виктории . Другим исключением являются подледниковые озера , которые находятся так глубоко подо льдом, что точка плавления под давлением значительно ниже 0 °C (32 °F). [22]
Многие страны предъявили территориальные претензии в Антарктиде . В рамках EAIS Великобритания , Франция , Норвегия , Австралия , Чили и Аргентина все претендуют на часть (иногда перекрывающуюся) как на свою собственную территорию. [23]
Хотя относительно небольшие ледники и ледяные шапки , как известно, присутствовали в Антарктиде по крайней мере со времен позднего палеоцена , 60 миллионов лет назад , [24] настоящий ледяной щит не начал формироваться до вымирания эоцена-олигоцена около 34 миллионов лет назад, когда уровень CO 2 в атмосфере упал ниже 750 частей на миллион . Он был изначально нестабильным и не рос, чтобы равномерно покрыть весь континент, пока 32,8 миллиона лет назад, когда уровень CO 2 еще больше снизился до ниже 600 частей на миллион. [3]
Впоследствии Восточно-Антарктический ледяной щит существенно сократился во время климатического оптимума среднего миоцена 15 миллионов лет назад, но начал восстанавливаться около 13,96 миллионов лет назад. [24] С тех пор он был в значительной степени стабильным, испытывая «минимальные» изменения в своей поверхностной протяженности за последние 8 миллионов лет. [25] Хотя он все еще истончился по крайней мере на 500 м (1600 футов) в период плейстоцена и менее чем на 50 м (160 футов) после последнего ледникового максимума , площадь суши, покрытая льдом в Восточной Антарктиде, осталась в значительной степени той же. [26] Напротив, меньший Западно-Антарктический ледяной щит, как полагают, в значительной степени разрушился еще в эемский период, около 125 000 лет назад. [27] [28] [29] [30] [31]
Антарктида в целом имеет низкую чувствительность к изменению климата , поскольку она окружена Южным океаном , который более эффективно поглощает тепло, чем любой другой океан, из-за течений Южного океана, переворачивающих циркуляцию , [33] [34] очень низкого количества водяного пара (который проводит тепло через атмосферу) [32] и из-за высокого альбедо (отражательной способности) ее ледяной поверхности и окружающего морского льда . [4] Эти факторы делают Антарктиду самым холодным континентом, а Восточная Антарктида дополнительно холоднее Западной Антарктиды, поскольку она расположена на значительно большей высоте. [4] Таким образом, это единственное место на Земле, достаточно холодное для того, чтобы инверсия температуры в атмосфере происходила каждую зиму. [32] В то время как атмосфера на Земле наиболее теплая вблизи поверхности и становится холоднее по мере увеличения высоты, инверсия температуры во время антарктической зимы приводит к тому, что средние слои атмосферы становятся теплее, чем поверхность. [32]
Это приводит к отрицательному парниковому эффекту в локальном масштабе, когда парниковые газы задерживают тепло в средней атмосфере и уменьшают его поток к поверхности и в космос, в то время как обычно они препятствуют потоку тепла из нижних слоев атмосферы в космос. [32] Этот эффект длится до конца антарктической зимы. [4] Следовательно, Восточная Антарктида испытала похолодание в 1980-х и 1990-х годах, даже когда остальная часть Земли нагревалась. Например, между 1986 и 2006 годами наблюдалось похолодание на 0,7 °C (1,3 °F) за десятилетие на станции Лейк-Хоар в Сухих долинах Мак-Мердо . [35] В статье 2002 года Питера Дорана предполагалось, что похолодание над Восточной Антарктидой перевешивает потепление остальной части континента. [36] Хотя в статье подсчитано, что около 42% площади Антарктиды нагревалось, многие СМИ ошибочно описывали это как доказательство того, что в Антарктиде не было потепления. [9] В 2004 году автор Майкл Крайтон использовал это похолодание как один из аргументов для отрицания изменения климата в своем романе «Состояние страха» . [37] Сначала другим ученым, а затем и самому Питеру Дорану в конечном итоге пришлось опровергнуть утверждения книги. [10] [11]
В 2009 году было показано, что Западно-Антарктический ледяной щит нагревался более чем на 0,1 °C/десятилетие с 1950-х годов, что привело к статистически значимой тенденции потепления по всей Антарктиде >0,05 °C/десятилетие с 1957 года. [12] Более поздние исследования показали, что после 2000 года потепление в районах Западной Антарктиды замедлилось или частично обратилось вспять в период с 2000 по 2020 год, в то время как внутренняя часть Восточной Антарктиды продемонстрировала явное потепление. Это произошло из-за локальных изменений в Южном кольцевом режиме, доминирующей модели изменчивости климата над Антарктидой. Некоторые из этих изменений были вызваны тем, что озоновый слой начал восстанавливаться после Монреальского протокола . [7] [8]
Ограниченное потепление и уже низкие температуры над Восточной Антарктидой означают, что по состоянию на начало 2020-х годов большинство наблюдательных данных показывают, что он продолжает набирать массу. [15] [39] [13] [14] Некоторые анализы предполагают, что он уже начал терять массу в 2000-х годах, [40] [41] но они чрезмерно экстраполировали некоторые наблюдаемые потери на плохо наблюдаемые области, и более полная запись наблюдений показывает продолжающийся прирост массы. [13] Поскольку в настоящее время он набирает массу, не ожидается, что Восточно-Антарктический ледяной щит сыграет роль в повышении уровня моря в 21-м веке . Однако он по-прежнему подвержен неблагоприятным изменениям, таким как отступление ледника Денман , [38] [42] или поток более теплого океанического течения в ледяные полости под стабилизирующими шельфовыми ледниками, такими как шельфовый ледник Фимбулисен на Земле Королевы Мод . [43]
Если глобальное потепление достигнет более высоких уровней, то EAIS будет играть все большую роль в повышении уровня моря, которое произойдет после 2100 года. Согласно последним отчетам Межправительственной группы экспертов по изменению климата ( SROCC и Шестой оценочный доклад МГЭИК ), наиболее интенсивный сценарий изменения климата , при котором антропогенные выбросы непрерывно увеличиваются, RCP8.5 , приведет к тому, что только Антарктида потеряет медиану в 1,46 м (4 фута 9 дюймов) ( доверительный интервал между 60 см (2,0 фута) и 2,89 м (9 футов 6 дюймов)) к 2300 году, что повлечет за собой некоторую потерю от EAIS в дополнение к эрозии WAIS. Это повышение уровня моря только в Антарктиде будет в дополнение к потере льда из ледяного щита Гренландии и горных ледников , а также к тепловому расширению океанской воды. [45] Если потепление будет сохраняться на высоком уровне в течение длительного времени, то Восточно-Антарктический ледяной щит в конечном итоге станет основным фактором, способствующим повышению уровня моря, просто потому, что он содержит наибольшее количество льда. [45] [16]
Устойчивая потеря льда из EAIS начнется со значительной эрозии так называемых подледниковых бассейнов, таких как ледник Тоттена и бассейн Уилкса , которые расположены в уязвимых местах ниже уровня моря. Данные из плейстоцена показывают, что бассейн Уилкса, вероятно, потерял достаточно льда, чтобы добавить 0,5 м (1 фут 8 дюймов) к уровню моря между 115 000 и 129 000 лет назад, во время эемского яруса , и около 0,9 м (2 фута 11 дюймов) между 318 000 и 339 000 лет назад, во время морской изотопной стадии 9 . [46] Ни Уилкс, ни другие подледниковые бассейны не были полностью утрачены, но оценки показывают, что они будут преданы исчезновению, как только глобальное потепление достигнет 3 °C (5,4 °F) - вероятный диапазон температур составляет от 2 °C (3,6 °F) до 6 °C (11 °F). [16] [17] Затем подледниковые бассейны постепенно разрушатся в течение периода около 2000 лет, хотя это может произойти как быстро, так и за 500 лет, или так медленно, как за 10 000 лет. [16] [17] Их потеря в конечном итоге добавит от 1,4 м (4 фута 7 дюймов) до 6,4 м (21 фут 0 дюймов) к уровню моря, в зависимости от используемой модели ледяного щита . Изостатический отскок недавно свободной ото льда земли также добавит 8 см (3,1 дюйма) и 57 см (1 фут 10 дюймов) соответственно. [18]
Весь Восточно-Антарктический ледяной щит содержит достаточно льда, чтобы поднять уровень мирового океана на 53,3 м (175 футов). [2] Его полное таяние также возможно, но для этого потребуется очень сильное потепление и много времени: в 2022 году обширная оценка переломных моментов в климатической системе, опубликованная в журнале Science Magazine, пришла к выводу, что ледяному щиту потребуется минимум 10 000 лет, чтобы полностью растаять. Скорее всего, он будет полностью уничтожен только после того, как глобальное потепление достигнет примерно 7,5 °C (13,5 °F), с минимальным и максимальным диапазоном между 5 °C (9,0 °F) и 10 °C (18 °F). [16] [17] Другая оценка предполагает, что для таяния двух третей его объема потребуется не менее 6 °C (11 °F). [47]
Если бы весь ледяной щит исчез, то изменение обратной связи между льдом и альбедо увеличило бы глобальную температуру на 0,6 °C (1,1 °F), в то время как региональные температуры увеличились бы примерно на 2 °C (3,6 °F). Потеря одних только подледниковых бассейнов добавила бы всего около 0,05 °C (0,090 °F) к глобальной температуре из-за их относительно ограниченной площади и соответственно низкого воздействия на глобальное альбедо. [16] [17]
На первый взгляд это кажется противоречащим идее "глобального" потепления, но нужно быть осторожным, прежде чем делать такой вывод. Повышение глобальной средней температуры не подразумевает всеобщего потепления. Динамические эффекты (изменения ветров и циркуляции океана) могут иметь такое же большое влияние локально, как и радиационное воздействие парниковых газов. Изменение температуры в любом конкретном регионе будет фактически комбинацией изменений, связанных с излучением (через парниковые газы, аэрозоли, озон и т. п.), и динамических эффектов. Поскольку ветры имеют тенденцию только переносить тепло из одного места в другое, их воздействие будет иметь тенденцию к нейтрализации в глобальном среднем.
Хотя их методы интерполяции или экстраполяции для областей с ненаблюдаемыми выходными скоростями не позволяют в полной мере оценить связанные с этим ошибки, такие ошибки в предыдущих результатах (Риньо и др., 2008) привели к значительным завышениям оценок потерь массы, как подробно описано в работе Звалли и Джовинетто (Звалли и Джовинетто, 2011).
Данные показывают, что одна относительно небольшая область, называемая Антарктическим полуостровом, тает и откалывает огромные айсберги. Об этом сообщается из года в год. Но континент в целом становится холоднее, а лед становится толще.Первое издание