Нова студија објављена у Натуре Геосциенце показује да су промене у леденом покривачу Западног Антарктика (ВАИС) блиско пратиле промене у расту морских алги у Јужном океану током прошлих глацијалних циклуса. Међутим, однос се одвијао на изненађујући начин који доводи у питање дугогодишње претпоставке.
У средишту открића је седимент богат гвожђем који су санте леда које су се одвојиле од западног Антарктика однеле у океан.
Гвожђе обично делује као хранљива материја која подржава раст алги. Ипак, када су научници испитали језгро седимента сакупљено 2001. из пацифичког сектора Јужног океана, извучено са више од три миље испод површине мора, открили су да виши нивои гвожђа нису довели до бржег раста алги.
„Уобичајено, повећана количина гвожђа у Јужном океану би стимулисала раст алги, што повећава океанско усвајање угљен-диоксида“, каже главни аутор Торбен Струве са Универзитета у Олденбургу. Струве је радио као гостујући научник постдокторског истраживања 2020. године у Земљиној опсерваторији Ламонт-Дохерти, која је део Школе за климу у Колумбији.
Зашто више гвожђа није подстакло раст алги
Истраживачки тим је пратио овај неочекивани исход до хемијских својстава седимента који су испоручили санте леда. Њихова анализа показује да је велики део гвожђа био веома „истрошен“, што значи да је током времена претрпео велике хемијске промене. Током ранијих топлих периода, када се више леда одломило са Западног Антарктика и понело ка северу, гвожђе које је улазило у океан често је било у овом слабо растворљивом облику.
Пошто алге не могу лако да користе ову врсту гвожђа, повећана испорука се није превела у јачи биолошки раст.
На основу ових налаза, истраживачи закључују да би континуирани губитак леденог покривача Западног Антарктика могао смањити способност Јужног океана да апсорбује угљен-диоксид како се клима загрева.
Како гвожђе обично подстиче унос угљеника
У водама које окружују Антарктик, гвожђе често ограничава колико алги може расти. Претходне студије су показале да су током глацијалних периода јаки ветрови преносили прашину богату гвожђем са континената у океан. У регионима северно од Антарктичког поларног фронта – границе где се хладне антарктичке воде сусрећу са топлијим водама на северу – та прашина је помогла у ђубрењу алги.
Како се популација алги ширила, Јужни океан је апсорбовао више угљен-диоксида из атмосфере. Ово повећано усвајање угљеника помогло је у јачању глобалног хлађења на почетку глацијалних периода.
Нова студија се уместо тога фокусира на воде јужно од Антарктичког поларног фронта. Тамо, докази из језгра седимента показују да је унос гвожђа био највећи током топлих интервала, а не током глацијалних периода. Величина и састав честица такође су открили да главни извор гвожђа није прашина, већ ледени брегови који су се отели са Западног Антарктика.
„Ово нас подсећа да способност океана да апсорбује угљеник није фиксна“, каже коауторка Гисела Винцклер, професорка на Климатској школи Цолумбиа и геохемичар на Земљиној опсерваторији Ламонт-Дохерти.
Знаци великог губитка леда у прошлости
Налази такође пружају увид у то колико је ледени покривач Западног Антарктика осетљив на растуће температуре. Струве напомиње да неколико недавних студија сугерише да се повлачење великих размера догодило у овом региону током последњег међуглацијалног периода пре око 130.000 година, када су глобалне температуре биле сличне онима које се виде данас.
„Наши резултати такође сугеришу да је у то време на Западном Антарктику изгубљено много леда“, каже Струве.
Како се ледени покривач, који је у неким областима достизао дебљину од неколико миља, распао, произвео је велики број санти леда. Ови ледени брегови су састругали седимент са стене испод леда и пустили га у океан док су плутали на север и топили се. Рекорд седимента указује на посебно високу активност леденог брега при крају глацијалних периода и током вршних међуглацијалних услова.
Зашто је важан облик гвожђа
„Овде је важно не само колико гвожђа улази у океан, већ и хемијски облик који узима“, каже Винклер. „Ови резултати показују да гвожђе које испоручују ледени брегови може бити далеко мање биорасположиво него што се раније претпостављало, фундаментално мењајући начин на који размишљамо о уносу угљеника у Јужном океану.“
Истраживачи сугеришу да испод леденог покривача Западног Антарктика лежи слој веома старе, јако истрошене стене. Сваки пут када би се ледени покривач повукао током ранијих међуглацијалних периода, повећана активност леденог брега је носила велике количине ових истрошених минерала у оближњи јужни Пацифик. Упркос већем уносу гвожђа, раст алги је остао ограничен.
„Били смо веома изненађени овим налазом јер у овој области Јужног океана укупна количина гвожђа није била контролни фактор за раст алги“, каже Струве.
Шта ово значи за будуће климатске промене
Како се глобално загревање наставља, даље стањивање леденог покривача Западног Антарктика могло би да поново створи услове сличне онима који су виђени током последњег међуглацијалног периода.
„На основу онога што до сада знамо, мало је вероватно да ће се ледени покривач срушити у блиској будућности, али можемо видети да се тамо лед већ стањи“, каже Струве.
Ако се повлачење настави, глечери и санте леда би могли брже да еродирају истрошене слојеве стена. Овај процес би могао смањити унос угљеника у пацифичком сектору Јужног океана у поређењу са данашњим, стварајући повратну информацију која би могла додатно интензивирати климатске промјене.
