Группа ученых-климатологов сделала удивительное открытие на основе данных, собранных за три года в Summit Camp, засушливом, покрытом льдом ландшафте на высоте 10 500 футов над уровнем моря посреди ледникового покрова Гренландии.«Это место, в отличие от остальной части ледникового покрова, где скапливается лед», — говорит Макс Беркельхаммер, доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде Иллинойского университета в Чикаго.
Беркельхаммер является первым автором исследования, опубликованного в Science Advances, онлайн-публикации журнала Science с открытым доступом.Беркельхаммер сказал, что у берегов Гренландии «относительно тепло, и лед тает все быстрее и быстрее».«Но в центре ледяного покрова температура 25 градусов ниже нуля по Цельсию (-13 F), поэтому всегда холодно, даже если становится тепло. Температура выше нуля — очень редкий случай», — сказал он.
Авторы отмечают, что «несмотря на быстрое таяние в прибрежных районах ледникового покрова, значительная территория — примерно 40 процентов — редко испытывает поверхностное таяние».Твердый лед можно потерять не только при растворении в жидкой воде. При определенных условиях он может испаряться путем сублимации, одностадийного перехода от твердого тела к газу.
Такие условия существуют на высокогорной, сухой, холодной ледниковой поверхности внутренних районов Гренландии.«Сублимация здесь обычное дело, в отличие от других мест», — сказал Беркельхаммер. «Мы изучили обмен воды между ледяным покровом и воздухом над ним посредством конденсации, испарения и сублимации».В Summit Camp 150-футовая башня использовалась для отбора проб воздуха на разной высоте над поверхностью и подачи воздуха в лабораторию, похороненную на несколько футов ниже уровня льда. Лазеры проанализировали воздух на наличие двух различных изотопов кислорода в H2O, соотношение которых указывает температуру, при которой молекулы воды попали в воздух.
«Мы заметили конкретный процесс, который происходил, когда туман низкого уровня формировался прямо над поверхностью ледяного покрова», — сказал Беркельхаммер. Часто появлялась туманная дуга — радуга, вызванная туманом.
«Когда лед сублимируется с поверхности, он образует туман», — сказал он. «По мере того, как частицы становятся тяжелее и оседают обратно на поверхность, вы получаете рециркуляцию, а не рассеяние, которое могло бы удалить лед».По словам Беркельхаммера, зимой 80 процентов льда, который в противном случае был бы потерян, перерабатывается. «Так что это невероятно эффективный процесс».
Но остается много вопросов относительно того, как рециркуляция пограничного слоя влияет на модели изменения климата.«Мы ожидали, что сублимация будет увеличиваться с увеличением температуры, но мы не обнаружили чистой потери» льда с течением времени, — сказал Беркельхаммер, снова имея в виду внутреннюю часть ледяной массы. «Можно сказать, что если этот процесс изменится, вы потеряете лед значительно быстрее.
Или, если (переработка) станет еще более эффективной, вы сэкономите еще больше массы льда.«Мы не можем предсказать», — сказал он. «И мы не знаем из записей ледяных кернов, что это за история».
Следующим шагом, по его словам, будет проведение экспериментов, чтобы увидеть, как сублимация изменяется в зависимости от температуры, связанной с прошлыми и будущими изменениями уровня углекислого газа в атмосфере, чтобы увидеть, как переработка вписывается в климатические модели.«Если мы хотим смоделировать нагревание ледникового покрова, нам нужно включить все, что мы знаем», — сказал он. «Это новый процесс для включения в модели».
Но Беркельхаммер предостерегает от чрезмерной интерпретации утилизации как хорошей новости для ледникового щита или планеты, поскольку ее общий эффект, вероятно, будет относительно незначительным. «Это мелочь по сравнению с отелом, который происходит у берегов», — сказал он. «Каждый раз, когда мы возвращаемся в Гренландию, край льда оказывается все дальше от берега».