1
Ναύτιλοι της Helmepa
18 Νοεμβρίου 2017
Vinaora Nivo SliderVinaora Nivo SliderVinaora Nivo Slider
Θαλάσσιος πάγος και παγκόσμιο κλίμα: μια αμφίδρομη σχέση ευαίσθητη στις κλιματικές αλλαγές

Η πλέον αδιάψευστη μαρτυρία της αύξησης της θερμοκρασίας της Γης είναι η σταθερή μείωση των εκτάσεων που καλύπτονται από πάγο, από τις θάλασσες της Αρκτικής από τις οποίες εξαφανίζεται ο θαλάσσιος πάγος μέχρι τους παγετώνες των ηπειρωτικών περιοχών που συρρικνώνονται με επιταχυνόμενο ρυθμό. Το λιώσιμο των πάγων όμως δεν αποτελεί απλώς μια από τις πλέον άμεσες και ανησυχητικές, λόγω των πολυεπίπεδων επιπτώσεών της, συνέπειες της κλιματικής αλλαγής, αλλά και βασικό κρίκο αυτής καθ’ εαυτής της πολύπλοκης αλυσίδας των φαινομένων που βρίσκονται πίσω από την προοδευτική θέρμανση του πλανήτη. Πράγματι, μετά το διοξείδιο του άνθρακα, η χημική ένωση με τον κρισιμότερο ρόλο στην πορεία της κλιματικής αλλαγής κατά τα επόμενα χρόνια δεν θα είναι κάποιο άλλο αέριο του θερμοκηπίου, αλλά το κυρίαρχο  σε ποσότητα μόριο του κόσμου μας, το νερό, και ένας από τους πιο καθοριστικούς παράγοντες θα είναι η ποσότητα του νερού που βρίσκεται σε στερεή κατάσταση.

Στη συνέχεια, θα προσπαθήσουμε να αποσαφηνίσουμε τι ακριβώς περιλαμβάνει ο όρος «πάγοι» που τόσο συχνά ακούγεται τα τελευταία χρόνια, φέρνοντας στο μυαλό μας κυρίως εντυπωσιακά παγόβουνα και επιβλητικούς παγετώνες. Για το σκοπό αυτό, θα στρέψουμε τα φώτα σε έναν πιο αφανή αλλά εξίσου σημαντικό πρωταγωνιστή στην υπόθεση της κλιματικής αλλαγής: τον θαλάσσιο πάγο. Θα εξηγήσουμε επίσης γιατί ο θαλάσσιος πάγος δεν έχει μόνο το ρόλο του θύματος αλλά και του δράστη στο σύγχρονο «δράμα» της υπερθέρμανσης του πλανήτη, τροφοδοτώντας κατά τραγική ειρωνεία - απλά και μόνο με την υποχώρησή του - έναν φαύλο κύκλο ανόδου της παγκόσμιας θερμοκρασίας.

Τι είναι, πώς σχηματίζεται και πού εξαπλώνεται ο θαλάσσιος πάγος?

Sea-ice-overview.jpg
Ο θαλάσσιος πάγος είναι πολύ απλά παγωμένο νερό των ωκεανών. Σχηματίζεται από αλμυρό θαλασσινό νερό που πήζει, εξαπλώνεται και τελικά λιώνει μέσα στον ωκεανό, ενώ τα παγόβουνα, οι παγετώνες και ο πάγος των λιμνών, τα άλλα είδη «πάγων» που επηρεάζονται από την κλιματική αλλαγή, προέρχονται από τη στεριά και δημιουργούνται από γλυκό νερό ή χιόνι. Πιο συγκεκριμένα, οι παγετώνες θεωρούνται χερσαία μορφή πάγου, και τα παγόβουνα είναι κομμάτια πάγου που αποκόπτονται από τους παγετώνες και πέφτουν στον ωκεανό. Ο λιμναίος πάγος σχηματίζει καθώς πήζει μια λεία επιφανειακή στοιβάδα, ενώ ο θαλάσσιος πάγος αναπτύσσεται υπό την επίδραση της συνεχούς ανατάραξης του νερού των ωκεανών, με αποτέλεσμα να μην εμφανίζεται ως ένα συνεχές, ομοιόμορφο στρώμα αλλά να παρουσιάζει μια μεγάλη ποικιλία και πολυπλοκότητα μορφών και σχημάτων, ακόμη και σε μικρές αποστάσεις. 
Ο θαλάσσιος πάγος συνήθως σκεπάζεται από χιόνι, που λειτουργεί μονωτικά και καθυστερεί την τήξη κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, ενώ άλλοι χαρακτηριστικοί σχηματισμοί που αποτίθενται στην επιφάνειά του είναι τα παγοκρυσταλλικά «λουλούδια», κρύσταλλοι πάγου που δημιουργούνται κατά την απότομη στερεοποίηση των υδρατμών, χωρίς τη μεσολάβηση υγρής φάσης. Η παρουσία χιονιού ή/και παγοκρυσταλλικών λουλουδιών στην επιφάνεια του πάγου έχει ιδιαίτερη σημασία, καθώς τροποποιεί το ηλεκτρομαγνητικό σήμα που ανιχνεύεται από τους δορυφόρους.

250px-Frost.jpg
Παγοκρυσταλλικά λουλούδια στην επιφάνεια
νεοσχηματιζόμενου πάγου (μεγέθυνση) 

Λόγω της υψηλής αλατότητας του νερού της θάλασσας, η διαδικασία σχηματισμού του θαλάσσιου πάγου διαφέρει σε σχέση με το γλυκό νερό, το οποίο έχει την ιδιαιτερότητα να αποκτά μικρότερη πυκνότητα καθώς ψύχεται και πλησιάζει στο σημείο πήξης. Το νερό της επιφάνειας των λιμνών και των ποταμών γίνεται ελαφρύτερο καθώς ψύχεται κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Έτσι, παραμένει στην επιφάνεια και, εφόσον η θερμοκρασία του πέσει στους 0 οC, πήζει και δημιουργεί μια στρώση πάγου που επιπλέει, ακριβώς όπως τα παγάκια σε ένα ποτήρι με νερό.


Από την άλλη πλευρά, το διαλυμένο αλάτι στο νερό των ωκεανών έχει ως αποτέλεσμα το νερό να στερεοποιείται σε χαμηλότερη θερμοκρασία (-1,8 οC για μια μέση τιμή θαλάσσιας αλατότητας) και να γίνεται πιο πυκνό καθώς προσεγγίζει τη θερμοκρασία πήξης. Οι ιδιότητες αυτές καθιστούν το σχηματισμό του θαλάσσιου πάγου μια ιδιαίτερα αργή διαδικασία, αφού το αλμυρό νερό τείνει να βυθιστεί και να απομακρυνθεί από την κρύα επιφάνεια προτού ψυχθεί αρκετά ώστε να πήξει. Για να προλάβει να σχηματιστεί πάγος, υπολογίζεται ότι η υδάτινη στήλη πρέπει να ψυχθεί στο σημείο πήξης μέχρι τα 100-150 μέτρα βάθος. Κατά την κρυσταλλοποίηση του θαλασσινού νερού, μέρος του διαλυμένου άλατος συσσωρεύεται σε σταγονίδια νερού που παγιδεύονται σε μικροσκοπικά διάκενα (θυλάκια) μεταξύ των κρυστάλλων και αποτελούν την λεγόμενη άλμη. Η άλμη σταδιακά αποβάλλεται και καταβυθίζεται, και τα διάκενα αυτά γεμίζουν με αέρα.

Ο θαλάσσιος πάγος δημιουργείται και εξαπλώνεται κατά τους χειμερινούς μήνες και λιώνει κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, αλλά σε ορισμένες περιοχές, ιδιαίτερα της Αρκτικής, ένα μέρος του διατηρείται και κατά τη θερινή περίοδο και αποτελεί το λεγόμενο πολυετή πάγο. Σε σύγκριση με τον νεοσχηματισμένο και μονοετή πάγο, ο πολυετής είναι παχύτερος και σκληρότερος (μπορεί να φτάσει σε πάχος τα 4-5 μέτρα). Περιέχει ελάχιστη άλμη, αποτελώντας έτσι μια καλή πηγή νερού για τις πολικές αποστολές, και παίρνει πολλές φορές πολύπλοκα σχήματα λόγω των μακροχρόνιων μηχανικών επιδράσεων του αέρα αλλά και των αλλεπάλληλων κύκλων τήξης και πήξης που λαμβάνουν χώρα στην επιφάνειά του. Τα χαρακτηριστικά αυτά διαφοροποιούν με συγκεκριμένο τρόπο το ηλεκτρομαγνητικό σήμα που καταγράφεται από τους δορυφορικούς αισθητήρες, καθιστώντας εφικτή τη διάκριση ανάμεσα στον πολυετή και το νέο πάγο.

fractured_sea_ice_staup.jpg
250px-Multiyear_ice.jpg
Νέος πάγος
Πολυετής πάγος

Περίπου το 15% της συνολικής επιφάνειας των ωκεανών καλύπτεται από πάγο για κάποιο διάστημα κατά τη διάρκεια του χρόνου. Στο Βόρειο Ημισφαίριο (Αρκτική), η επιφάνεια του θαλάσσιου πάγου κυμαίνεται σήμερα κατά μέσο όρο από 7 μέχρι 15 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα (Km2) μεταξύ καλοκαιριού και χειμώνα, και το νοτιότερο όριο εξάπλωσής του εντοπίζεται στους 38ο γεωγραφικού πλάτους (Bohai Bay, Κίνα). Στο Νότιο Ημισφαίριο αναπτύσσεται μόνο γύρω από την Ανταρκτική, χωρίς να φτάνει βορειότερα από τους 55ο γ.π. Το χειμώνα η επιφάνειά του μπορεί να ανέλθει σε 18 εκατομ. Km2, αλλά στο τέλος του καλοκαιριού δεν υπερβαίνει τα 3 εκατομ. Km2. Προς το παρόν, στατιστικά σημαντική πτωτική τάση παρουσιάζει μόνο η έκταση των θαλάσσιων πάγων της Αρκτικής, και το Σεπτέμβριο του 2007 καταγράφτηκε το μέχρι στιγμής ιστορικά χαμηλότερο επίπεδο (4,3 εκατομ, Km3).  


 

sea-ice-arctic-antarctic

Εποχιακή εξάπλωση του θαλάσσιου πάγου στην Αρκτική και την Ανταρκτική. Ο μαύρος κύκλος στο βόρειο πόλο αντιπροσωπεύει περιοχή για την οποία δεν υπάρχουν δεδομένα. Η χρωματική κλίμακα αντιστοιχεί σε ποσοστό παγοκάλυψης της θαλάσσιας επιφάνειας
 

Ποια η σημασία του θαλάσσιου πάγου στη διαμόρφωση του κλίματος?  

Αν και ο θαλάσσιος πάγος εκτείνεται αποκλειστικά στις πολικές περιοχές και γύρω από αυτές, ασκεί καίρια επίδραση στο παγκόσμιο κλίμα μέσω δύο βασικών μηχανισμών. Ο πρώτος βασίζεται στην ιδιαίτερα υψηλή ανακλαστικότητα του θαλάσσιου πάγου σε σχέση με τον περιβάλλοντα ωκεανό αλλά και άλλες γήινες επιφάνειες. Ο δεύτερος σχετίζεται με τη συμμετοχή του στη διαμόρφωση της κυκλοφορίας των ωκεάνιων υδάτων.

Ο ωκεανός κατά μέσο όρο ανακλά πίσω στην ατμόσφαιρα μόλις το 6% της συνολικής προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας, ενώ ο θαλάσσιος πάγος ανακλά το 50-70% της ηλιακής ακτινοβολίας που δέχεται, ποσοστό που μπορεί να φτάσει ακόμη και το 90% στην περίπτωση που ο πάγος σκεπάζεται από χιόνι. Κατά συνέπεια, οι περιοχές που καλύπτονται από θαλάσσιο πάγο απορροφούν πολύ λιγότερη ηλιακή ενέργεια, γεγονός που συμβάλλει στη διατήρηση της χαμηλής θερμοκρασίας των πολικών περιοχών.

Με τη σταδιακή άνοδο της θερμοκρασίας και τον περιορισμό της εξάπλωσης του θαλάσσιου πάγου, η ανακλαστική επιφάνεια μειώνεται και περισσότερη ηλιακή ενέργεια απορροφάται από την θάλασσα, με αποτέλεσμα η θερμοκρασία των πόλων να αυξάνεται περαιτέρω κ.ο.κ. Αυτή η αλυσίδα γεγονότων θέτει σε κίνηση έναν κύκλο θέρμανσης και λιώσιμου των πάγων που επιταχύνει την εξέλιξη της κλιματικής αλλαγής και είναι γνωστός ως "Αρκτική Ενίσχυση". Πρόκειται για ένα πολλαπλασιαστικό φαινόμενο, μέσω του οποίου ακόμη και μια μικρή άνοδος της θερμοκρασίας μπορεί να οδηγήσει σε έντονη θέρμανση των πολικών περιοχών, καθιστώντας τις τελευταίες ίσως τις πιο ευαίσθητες περιοχές του πλανήτη στην κλιματική αλλαγή.

bear-on-ice.jpg
Ο θαλάσσιος πάγος επηρεάζει επίσης την μεγάλης κλίμακας κυκλοφορία των ωκεανών. Κατά την κρυσταλλοποίηση του θαλασσινού νερού, η μεγαλύτερη ποσότητα του διαλυμένου άλατος, με εξαίρεση όπως είδαμε εκείνο που παγιδεύεται στα σταγονίδια της άλμης, αποβάλλεται στο υποεπιφανειακό στρώμα νερού. Λόγω της υψηλότερης συγκέντρωσης άλατος, το νερό κάτω από την επιφάνεια των πάγων γίνεται πυκνότερο από τις υποκείμενες υδάτινες μάζες και καταβυθίζεται. Με αυτόν τον τρόπο, ο θαλάσσιος πάγος συμβάλλει στην παγκόσμια θερμοαλατική ωκεάνια κυκλοφορία, γνωστή ως "ζώνη ή ιμάντας μεταφοράς θερμότητας", κατά την οποία ψυχρά, πυκνά πολικά νερά βυθίζονται και κινούνται κατά μήκος του ωκεάνιου πυθμένα προς τον ισημερινό και, αντίστροφα, θερμά νερά μικρού έως μεσαίου βάθους κατευθύνονται από τον ισημερινό προς τους πόλους.

Επομένως, οποιαδήποτε αλλαγή στην ποσότητα του θαλάσσιου πάγου μπορεί να διαταράξει τη φυσιολογική ωκεάνια κυκλοφορία, μέσω της οποίας το θερμικό φορτίο των ωκεανών ανακατανέμεται σε ολόκληρο τον πλανήτη, και να επιφέρει έντονες μεταβολές στο παγκόσμιο κλίμα. Κλείνοντας, θα πρέπει επίσης να υπογραμμίσουμε ότι στον ημίκλειστο και σχεδόν εξολοκλήρου περιβεβλημένο από ξηρά Αρκτικό Ωκεανό, η έκταση και η κατανομή του θαλάσσιου πάγου διαμορφώνει τα θαλάσσια περάσματα, με προφανείς προεκτάσεις για τη ζωή των τοπικών πληθυσμών και της άγριας πανίδας της περιοχής, καθώς επίσης και για τη ναυσιπλοΐα.

sea_ice_sunset_janes.jpg
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το θαλάσσιο πάγο επισκεφτείτε τους διαδικτυακούς τόπους:

http://www.eoearth.org/article/Sea_ice

http://en.wikipedia.org/wiki/Sea_ice

http://southport.jpl.nasa.gov/polar/iceinfo.html

Νέα / Ανακοινώσεις

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
Prev Next

Φωτογραφία της Εβδομάδας

potw-20171023-small2

Μαθαίνω για την Κλιματική Αλλαγή

banner-klimatiki-allagi

Θαλάσσιο Περιβάλλον: Διερευνώντας τη σχέση του μαζί μας

2014-mar-env-our-rel-with-it

Βίντεο της Εβδομάδας

VotW-20171023-cadets