การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นเวลาห้าพันปีที่ส่งผลกระทบต่อน้ำแข็งถูกบันทึกไว้ในพีทจากเกาะอาร์กติก
น้ำแข็งทะเลในทะเลแบริ่ง
ฃซึ่งอยู่บริเวณขอบด้านใต้ของมหาสมุทรอาร์กติก ลดน้อยลงจนเหลือพื้นที่กว้างใหญ่ในฤดูหนาวที่เล็กที่สุดในรอบ 5,500 ปีในปี 2018 ข้อมูลใหม่แสดง
การสูญเสียน้ำแข็งในทะเลในฤดูร้อนอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้กลายเป็นหัวข้อข่าว แต่น้ำแข็งในฤดูหนาวในภูมิภาคนี้ก็แสดงให้เห็นสัญญาณการลดลงเช่นกัน ในเดือนกุมภาพันธ์ 2018 และกุมภาพันธ์ 2019 ขอบเขตนั้นต่ำกว่าขอบเขตเฉลี่ยระหว่างเดือนกุมภาพันธ์ถึงพฤษภาคมระหว่างปี 1979 ถึง 2017 ถึง 60 ถึง 70 เปอร์เซ็นต์ อย่างไรก็ตาม นักวิจัยคิดว่าการลดลงเหล่านั้นอาจเชื่อมโยงกับสภาวะบรรยากาศระยะสั้นที่ผิดปกติ
การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์ยังช่วยลดขนาดของน้ำแข็งในทะเลแบริ่งในช่วงฤดูหนาว ผลการวิจัยโดยนักธรณีวิทยา Miriam Jones จาก US Geological Survey ในเมือง Reston รัฐเวอร์จิเนีย และเพื่อนร่วมงาน ได้รับการตีพิมพ์เมื่อวันที่ 2 กันยายนในScience Advances
โจนส์และทีมงานรวบรวมแกนพีทจากเกาะเซนต์แมทธิว ซึ่งเป็นจุดที่ห่างไกลในทะเลแบริ่งทางตะวันตกของอลาสก้า ภายในพีท – ซากพืชที่เน่าเปื่อยบางส่วน – สารประกอบอินทรีย์ที่มีออกซิเจนที่เรียกว่าเซลลูโลสมีเบาะแสเกี่ยวกับประวัติสภาพภูมิอากาศของภูมิภาค
ฝนที่ตกลงมาบนเกาะมีไอโซโทปหรือรูปแบบของออกซิเจนสองแบบที่แตกต่างกัน: ออกซิเจน -18 และออกซิเจน -16 ค่าสัมพัทธ์ของไอโซโทปเหล่านั้นในสายฝนจะเปลี่ยนแปลงไปตามสภาพบรรยากาศ และในขณะที่พืชรับออกซิเจนจากอากาศ พวกมันบันทึกการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้น ด้วยการวิเคราะห์ปริมาณของไอโซโทปเหล่านั้นในเซลลูโลสเมื่อเวลาผ่านไป ทีมงานสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงของการตกตะกอนและการไหลเวียนของบรรยากาศย้อนหลังไป 5,500 ปี
จากนั้นทีมงานได้สร้างความเชื่อมโยงระหว่างบันทึกไอโซโทปออกซิเจนกับระดับน้ำแข็งในทะเล
น้ำแข็งทะเลแบริ่งเป็นที่รู้กันว่าผูกโดยตรงกับการเปลี่ยนแปลงในทิศทางลม ดังนั้นนักวิจัยจึงสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ที่รวมสภาพอากาศตั้งแต่ปี 2522 ถึง 2561 ค่าไอโซโทปออกซิเจนจากเซลลูโลสในช่วงเวลานั้นและการสังเกตการณ์น้ำแข็งในทะเลด้วยดาวเทียม เมื่อลมพัดแรงจากทางใต้และมีน้ำแข็งในทะเลน้อยลง ปริมาณออกซิเจน -18 สัมพัทธ์ก็เพิ่มขึ้น เมื่อลมจากทางเหนือพัดมา และมีน้ำแข็งในทะเลมากขึ้น เซลลูโลสจะมีออกซิเจน -18 น้อยลง
ต่อไป นักวิจัยใช้ไอโซโทปออกซิเจนในพีทเพื่อติดตามการขึ้นลงของน้ำแข็งในทะเลในภูมิภาคนี้เป็นเวลาหลายพันปี ปริมาณน้ำฝนในพื้นที่ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในฤดูหนาวและฤดูใบไม้ผลิ ดังนั้นไอโซโทปออกซิเจนเหล่านี้จึงเป็นตัวบ่งชี้ถึงสภาวะระหว่างเดือนกุมภาพันธ์ถึงพฤษภาคม แทนที่จะเป็นฤดูร้อน ค่าพีทเซลลูโลสออกซิเจน -18 ที่บันทึกไว้ในฤดูหนาวปี 2018 นั้นสูงที่สุด และน้ำแข็งในทะเลก็เล็กที่สุดในช่วง 5,500 ปีที่ผ่านมา
น้ำแข็งที่หายไป
น้ำแข็งปกคลุมทะเลแบริ่งมักจะอยู่ในระดับสูงสุดในช่วงฤดูหนาวและฤดูใบไม้ผลิ แสดงเมื่อวันที่ 29 เมษายน 2013 (ซ้าย) แต่เมื่อวันที่ 29 เมษายน 2018 (ขวา) ทะเลแบริ่งแทบไม่มีน้ำแข็งเลย การวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่าน้ำแข็งในฤดูหนาวปี 2018 นั้นต่ำที่สุดในรอบ 5,500 ปี — และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดจากมนุษย์นั้นเชื่อมโยงกับบันทึกนี้
ในยุคก่อนอุตสาหกรรม นักวิจัยพบว่าน้ำแข็งในทะเลในฤดูหนาวค่อยๆ ลดลง โดยส่วนใหญ่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติของแสงแดดที่ส่องเข้ามาในช่วงฤดูหนาว ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในวงโคจรของโลก แต่ทีมงานยังพบว่าความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศซึ่งรวบรวมจากการศึกษาก่อนหน้านี้มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปริมาตรน้ำแข็ง เมื่อระดับ CO 2เริ่มเพิ่มขึ้นเกิน 280 ส่วนต่อล้านหลังจากการปฏิวัติอุตสาหกรรมเริ่มต้นในช่วงกลางทศวรรษ 1700 ค่าออกซิเจน -18 ก็เริ่มเพิ่มขึ้นด้วยน้ำแข็งในทะเลลดลง
การเพิ่มขึ้นของ CO 2ที่เชื่อมโยงกับปริมาณน้ำแข็งในฤดูหนาวนั้นชัดเจนเพียงใด การสูญเสียอาจเกิดขึ้นโดยตรงเนื่องจากภาวะโลกร้อนของก๊าซเรือนกระจก หรือในทางอ้อม การเปลี่ยนแปลงรูปแบบการหมุนเวียนของบรรยากาศอันเนื่องมาจากการเพิ่มขึ้นของ CO 2อาจนำไปสู่การสูญเสียเหล่านั้นได้เช่นกัน
Benjamin Gaglioti นักวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมจาก University of Alaska Fairbanks ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษากล่าวว่าการศึกษาแสดงให้เห็นว่าการสูญเสียน้ำแข็งในทะเลในฤดูหนาวที่ผ่านมาในภูมิภาคนี้มีความพิเศษเพียงใด “แม้ว่าจะมี [เป็น] แนวโน้มโดยรวมต่อน้ำแข็งในทะเลน้อยลงก่อนที่จะเกิดภาวะโลกร้อน แต่การเพิ่มขึ้นของก๊าซเรือนกระจกที่มนุษย์สร้างขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้เพิ่มแนวโน้มนี้” เขากล่าว และนั่นไม่ใช่ข่าวดีสำหรับผู้อยู่อาศัยในภูมิภาคนี้
Gaglioti กล่าวว่า “น้ำแข็งในทะเลในฤดูหนาวในภูมิภาคนี้เป็นที่อยู่อาศัยที่สำคัญของสัตว์ป่าทะเลที่มีลักษณะเฉพาะ เช่น วอลรัสแปซิฟิกและคิตติเวก น้ำแข็งยังช่วยลดผลกระทบของพายุฤดูหนาวที่รุนแรงและน้ำท่วมในชุมชนชายฝั่งอีกด้วย เขากล่าวเสริม
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอันเนื่องมาจาก CO 2และก๊าซที่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนอื่น ๆ ได้ส่งผลกระทบต่อน้ำแข็งในทะเลฤดูร้อนในและรอบ ๆ อาร์กติก ภายใน 10 ถึง 15 ปี ภูมิภาคนี้อาจจะปราศจากน้ำแข็งในช่วงเดือนที่อากาศอบอุ่น น้ำแข็งในทะเลอาร์กติกในเดือนกันยายน 2019 รั้งอันดับ 2 ต่ำสุดเป็นประวัติการณ์ในปี 2550 และ 2559 อันดับ 1 ยังคงเป็นปี 2012 ( SN: 9/25/19 ) การสูญเสียน้ำแข็งนั้นไม่ได้เป็นเพียงเสียงระฆังสำหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในแถบอาร์กติก แต่ยังเร่งอัตราการร้อนขึ้นในภูมิภาค ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการขยายอาร์กติก ( SN: 7/1/20 ) และน้ำแข็งในฤดูร้อนที่หายไปก็ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมากมายผ่านระบบนิเวศของอาร์กติก รวมทั้งภายในทะเลแบริ่ง ( SN: 3/14/19).
แต่ผลการศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่าการสูญเสียน้ำแข็งในทะเลในฤดูหนาวอาจล่าช้ากว่าการเปลี่ยนแปลงของ CO 2เป็นเวลาหลายสิบปี บางทีอาจเป็นศตวรรษ และอาจหมายถึงทะเลแบริ่งที่ปราศจากน้ำแข็งตลอดทั้งปีภายในปี 2100
