पाइन द्वीप ग्लेशियर बर्फ शेल्फ दरार। साभार: नासा इमेज कलेक्शन / आलमी स्टॉक फोटो।
अपनी पूर्व और पश्चिम की बर्फ की चादरों और अपनी प्रायद्वीप के बीच, अंटार्कटिका के पास वैश्विक समुद्री स्तर को बढ़ाने के लिए पर्याप्त बर्फ है लगभग 60 मी.
वेस्ट अंटार्कटिक बर्फ की चादर (WAIS) एक अपेक्षाकृत छोटा हिस्सा है, जिसमें बर्फ के बराबर मात्रा होती है 3.3m समुद्र के स्तर में वृद्धि। फिर भी, यह ज्यादातर एक अनिश्चित स्थिति में बैठता है और माना जाता है "सैद्धांतिक रूप से अस्थिर".
नतीजतन, मानव-जनित वार्मिंग के जवाब में WAIS कैसे बदलेगा, आमतौर पर ऐसा माना जाता है अनिश्चितता का सबसे बड़ा स्रोत लंबे समय तक समुद्र तल के अनुमानों के लिए।
इस अनिश्चितता का सबसे प्रमुख पहलू यह समझना है कि क्या बर्फ की अस्थिरता को पार कर लिया गया है, क्या हम अब जो माप कर रहे हैं, वह जारी रखने के लिए नियत है, और क्या बर्फ जो आज अपरिवर्तित दिखाई देती है वह भविष्य में उसी तरह बनी रहेगी।
नवीनतम शोध में कहा गया है कि WAIS की अपरिवर्तनीय हानि की सीमा पूर्व औद्योगिक स्तरों से ऊपर वैश्विक औसत वार्मिंग के 1.5C और 2C के बीच है। पहले से ही वार्मिंग के साथ 1.1C के आसपास और पेरिस समझौते वार्मिंग को 1.5 सी या "अच्छी तरह से नीचे 2 सी" तक सीमित करने का लक्ष्य रखते हुए, इस सीमा से बचने के लिए मार्जिन वास्तव में ठीक है।
समुद्री बर्फ की चादर
हाल के अनुसार महासागर और क्रायोस्फीयर पर विशेष रिपोर्ट (एसआरसीसी) द्वारा अंतरराष्ट्रीय जलवायु परिवर्तन पैनल (IPCC), इस सदी में वैश्विक समुद्र का स्तर कितना बढ़ेगा, इस पर दो मुख्य नियंत्रण हैं: भविष्य में मानव-निर्मित ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन और अंटार्कटिक बर्फ की चादर पर वार्मिंग कैसे प्रभावित करती है। IPCC का कहना है:
"2050 से परे, जलवायु परिवर्तन से प्रेरित एसएलआर [समुद्र स्तर में वृद्धि] में अनिश्चितता उत्सर्जन परिदृश्यों और संबंधित जलवायु परिवर्तनों में अनिश्चितताओं और एक गर्म दुनिया में अंटार्कटिक बर्फ की चादर की प्रतिक्रिया के कारण काफी बढ़ जाती है।"
मुख्य रूप से WAIS की भेद्यता के आस-पास की चिंता "कहलाती है"समुद्री बर्फ की चादर अस्थिरता"(MISI) -" समुद्री "क्योंकि बर्फ की चादर का आधार समुद्र तल से नीचे है और" अस्थिरता "इस तथ्य के लिए कि, एक बार शुरू होने के बाद, पीछे हटना आत्मनिर्भर है।
बर्फ की चादरें विशाल ताजे पानी के जलाशयों के रूप में सोची जा सकती हैं। बर्फ ठंडे आंतरिक में जमा हो जाती है, धीरे-धीरे हिमनद बर्फ बन जाती है और फिर वापस समुद्र की ओर एक बहुत मोटे तरल पदार्थ की तरह बहने लगती है।
कुछ स्थानों पर, बर्फ तट तक पहुँचती है और समुद्र की सतह पर तैरती है, जिससे एक निर्माण होता है बर्फ की चट्टान। भूमि की सतह (या समुद्री बर्फ की चादर के मामले में समुद्र तल) पर बर्फ के आराम के बीच की सीमा को "ग्राउंडिंग लाइन" कहा जाता है। ग्राउंडिंग लाइन वह जगह है जहां बर्फ की चादर में जमा पानी समुद्र में लौट आता है। और जब यह समुद्र की ओर बढ़ता है, तो हम कहते हैं कि बर्फ की चादर का एक सकारात्मक "द्रव्यमान संतुलन" है - अर्थात यह कहना है कि यह अधिक बर्फ द्रव्यमान प्राप्त कर रहा है, क्योंकि यह समुद्र में वापस खो रहा है।
लेकिन जब ग्राउंडिंग लाइन पीछे हटती है, तो संतुलन नकारात्मक होता है। एक नकारात्मक बर्फ की चादर संतुलन का अर्थ है समुद्र के लिए एक सकारात्मक योगदान और, इस प्रकार, वैश्विक समुद्र स्तर तक।
अस्थिरता
आइस शीट द्रव्यमान संतुलन की यह मूल तस्वीर आपको यह समझने की आवश्यकता है कि हिमनोलॉजिस्ट MISI के बारे में चिंतित क्यों हैं।
ग्राउंडिंग लाइन के तैरते हुए किनारे पर बर्फ के शेल्फ में परिवर्तन - जैसे कि पतले होना - समुद्र के किनारे से दूर उठाने के लिए जमीनी तरफ बर्फ का कारण हो सकता है। जैसे ही यह बर्फ तैरती है, ग्राउंडिंग लाइन पीछे हट जाएगी। क्योंकि बर्फ जमीन की तुलना में तैरते समय अधिक तेजी से बहती है, इसलिए ग्राउंडिंग लाइन के पास बर्फ के प्रवाह की दर बढ़ जाएगी। तेजी से प्रवाह के कारण स्ट्रेचिंग ग्राउंडिंग लाइन के पास पतले होने का एक नया स्रोत बन जाता है।
इसका चित्रण नीचे दिए गए चित्र में किया गया है। चूंकि नई फ्लोटिंग बर्फ बहती है और अधिक तेज़ी से घूमती है, इसलिए ग्राउंडिंग लाइन को पीछे छोड़ते हुए अधिक बर्फ को उठाकर तैरना पड़ सकता है।
इसके अलावा, MISI के जोखिम वाले बर्फ की चादर के क्षेत्रों में एक रिवर्स, या "प्रतिगामी" ग्रेडिएंट है, जिसका अर्थ है कि यह आगे अंतर्देशीय में गहरा हो जाता है। जैसे-जैसे ग्राउंडिंग लाइन बर्फ की चादर के मोटे भागों में पीछे हटती जाती है, प्रवाह में तेजी आती जाती है, जिससे बर्फ का नुकसान बढ़ता जाता है। रिवर्स ग्रैडिएंट इस प्रक्रिया को सकारात्मक प्रतिक्रिया पाश के रूप में आत्मनिर्भर बनाता है - यह वही है जो MISI को अस्थिरता बनाता है।
मरीन आइस शीट अस्थिरता का चित्रण, या MISI। कूल्हे की बर्फ की शेल्फ को पतला करने से बर्फ की चादर के प्रवाह में तेजी आती है और समुद्री-समाप्त बर्फ के मार्जिन को पतला होता है। क्योंकि बर्फ की चादर के नीचे चादर बर्फ की आंतरिक सतह की ओर ढलान वाली होती है, बर्फ का पतला होना ग्राउंडिंग लाइन के पीछे हटने का कारण बनता है, इसके बाद समुद्री बर्फ का प्रवाह बढ़ जाता है, बर्फ के मार्जिन का पतला होना और ग्राउंडिंग लाइन का आगे पीछे होना। क्रेडिट: IPCC SROCC (2019) अंजीर CB8.1a
यह अभी तक स्पष्ट नहीं है कि अंटार्कटिका में कहीं भी MISI सीमा पार की गई है या नहीं। हम जानते हैं कि ग्राउंडिंग लाइनें अमुंडसेन समुद्र तट के साथ पीछे हट रही हैं - सबसे शानदार रूप से थ्वाइट्स ग्लेशियर। और पीछे हटने के लिए चालक अपेक्षाकृत गर्म समुद्र का पानी प्रतीत होता है - ऐतिहासिक औसत से लगभग 2C गर्म - ग्राउंडिंग लाइन की ओर बहता है और सामान्य पिघलने की तुलना में मजबूत होता है।
यदि अस्थिरता शुरू नहीं हुई है और यदि महासागर का गर्म होना बंद हो जाता है, तो ग्राउंडिंग लाइन को एक नए स्थान पर एक नया संतुलन बिंदु ढूंढना चाहिए। लेकिन अगर यह शुरू हो गया है, तो पीछे हटना जारी रहेगा, आगे क्या होता है।
तेज प्रवाह
भले ही यह सीमा पार कर ली गई हो - या भले ही इसे भविष्य में पार कर लिया जाए - जब यह शुरू हुआ तो हम कितनी जोर से "धक्का" दे रहे थे, इस आधार पर रिट्रीट अलग-अलग दरों पर आगे बढ़ सकता है।
यहाँ है कि कैसे काम करता है। अस्थिरता बर्फ की चादर के भीतर बलों के संतुलन पर निर्भर करती है। गुरुत्वाकर्षण के कारण एक बल बर्फ का प्रवाह गति से होता है जो कि इसकी मोटाई और इसकी सतह के ढलान पर निर्भर करता है।
फ्लोटिंग पक्ष पर एक बड़ी पिघल दर और ग्राउंडिंग लाइन में तेजी से प्रवाह बर्फ की सतह को छोटी दरों की तुलना में अधिक तेज़ी से नीचे खींच लेगा। तेजी से ड्रा-डाउन एक स्टेटर सतह ढलान उत्पन्न करता है और इस प्रकार, तेज प्रवाह और तेजी से पीछे हटता है।
A मॉडलिंग की पढ़ाई पिछले साल प्रकाशित इस प्रतिक्रिया में, पाया गया कि जब MISI एक बड़ा धक्का (एक बड़ी पिघल दर) के साथ शुरू हुआ, तो यह अतिरिक्त तेज़ी से आगे बढ़ा, जब यह एक छोटे से धक्का के साथ शुरू हुआ, तब भी जब अतिरिक्त पिघलने को हटा दिया गया था।
इसका मतलब यह है कि भले ही MISI को लागू किया जाए, वैश्विक उत्सर्जन में कटौती और वार्मिंग को धीमा करने से इसके परिणामों के लिए तैयार होने में अधिक समय मिलेगा।
बर्फ की चट्टानें
समुद्री बर्फ की चादरों के लिए अस्थिरता का दूसरा स्रोत प्रतीत होता है - एक जो बर्फ की अलमारियों को पूरी तरह से खो जाने पर खेलने में आता है।
ग्लेशियर के सबसे शानदार चित्रों में से कुछ हिमशैल के हैं ब्यांत - दूसरे शब्दों में, तोड़-मरोड़ - समुद्री समाप्त करने वाले ग्लेशियरों के भारी दरार वाले मोर्चों से।
यह शांत बर्फ के नीचे के तट के पिघलने के कारण होता है, साथ ही "पन फ्रैक्चरिंग"- जहां बर्फ के शेल्फ की सतह पर पिघला हुआ पानी बर्फ में रिसता है और टूटने का कारण बनता है - या दोनों का संयोजन।
कितनी जल्दी कैल्विंग होती है यह वॉटरलाइन के ऊपर बर्फ की चट्टान के चेहरे की ऊंचाई पर निर्भर करता है - पानी के ऊपर चट्टान जितनी ऊंची होती है, कैल्विंग रेट उतना ही बड़ा होता है।
जैसा कि MISI के लिए मामला है, WAIS के नीचे सीफ्लोर के घटते क्रम का अर्थ है कि चूंकि बर्फ की चट्टान मोटी बर्फ में पीछे हट जाती है, इसलिए यह समुद्र में कभी भी अधिक ऊंचाई तक फैलती रहेगी और शांत दर में वृद्धि होनी चाहिए।
नीचे बताई गई इस प्रक्रिया को "समुद्री बर्फ चट्टान अस्थिरता" (MICI) कहा जाता है। सिद्धांत बताता है कि जहां ग्लेशियर की ऊंचाई समुद्र की सतह से लगभग 100 मीटर से अधिक है, वहीं चट्टान अपने वजन के समर्थन के लिए बहुत लंबा होगा। इसलिए, यह अनिवार्य रूप से ढह जाएगा, इसके पीछे एक समान रूप से लंबा क्लिफ चेहरा उजागर करना, जो कि, भी ढह जाएगा। और इसी तरह।
आईपीसीसी के एसआरसीसी का कहना है कि "थ्वाइट्स ग्लेशियर विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि यह WAIS के आंतरिक भाग में फैला है, जहाँ बिस्तर> स्थानों में समुद्र तल से 2000 मीटर नीचे है"। (हालांकि, एसआरसीसी यह भी नोट करता है कि जबकि एमआईएसआई को एक प्रतिगामी बिस्तर ढलान की आवश्यकता होती है, एमआईसीआई एक सपाट या समुद्री-झुकाव वाले बिस्तर पर भी हो सकता है।)
हाल ही में पहचानी गई इस प्रक्रिया का MISI के रूप में अच्छी तरह से अध्ययन नहीं किया गया है, लेकिन यह आने वाले वर्षों में बदलने के लिए निश्चित है, क्योंकि वैज्ञानिक तेजी से बदलती प्रणालियों जैसे थवाइट्स ग्लेशियर का निरीक्षण करना जारी रखते हैं।
मरीन आइस क्लिफ अस्थिरता का चित्रण। यदि क्लिफ पर्याप्त लंबा है (कम से कम ~ 800 मीटर कुल बर्फ की मोटाई, या पानी की रेखा के ऊपर लगभग 100 मीटर बर्फ), तो चट्टान के चेहरे पर तनाव बर्फ की ताकत से अधिक हो जाता है, और चट्टान बार-बार होने वाली घटनाओं में संरचनात्मक रूप से विफल हो जाती है। क्रेडिट: आईपीसीसी एसआरसीसी (2019) अंजीर CB8.1b
A प्रकृति 2016 में MICI पर हुए अध्ययन में निष्कर्ष निकाला गया कि अंटार्कटिका के पास "समुद्र स्तर के 2100 और उदय के 15 मीटर से अधिक 2500 मीटर" से अधिक योगदान देने की क्षमता है। अधिक हालिया शोध यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि यह एक अतिपिछड़ा है, लेकिन यह अभी तक स्पष्ट नहीं है कि MICI इस सदी में क्या भूमिका निभा सकता है। एक अन्य अध्ययन यह भी सुझाव दिया है कि MICI के माध्यम से बर्फ के तेजी से नुकसान को कम किया जा सकता है, जिससे ग्लेशियरों को वापस रखने वाली बर्फ की अलमारियों की धीमी हानि हो सकती है।
थ्रेशोल्ड करीब
पिछले साल के अंत में, ए modellers की बड़ी टीम वैश्विक औसत वार्मिंग "अच्छी तरह से नीचे" 2C रखने के लिए पेरिस जलवायु लक्ष्य पर बर्फ की चादर की प्रतिक्रिया के विभिन्न अध्ययनों का आकलन किया।
मॉडल सभी एक ही दिशा में इंगित करते हैं। अर्थात्, ग्रीनलैंड की बर्फ की चादर और WAIS दोनों में अपरिवर्तनीय बर्फ के नुकसान के लिए सीमा कहीं 1.5C और 2C वैश्विक औसत वार्मिंग के बीच है। और हम पहले से ही हैं 1C वार्मिंग से थोड़ा अधिक अब ठीक है.
यह 1.5-2 सी खिड़की "अंटार्कटिक बर्फ के बस्तियों के अस्तित्व" के लिए महत्वपूर्ण है, समीक्षा पत्र में बताया गया है, और इस प्रकार उनके ग्लेशियर पर उनके "बट्रेसिंग" प्रभाव वे वापस पकड़ते हैं।
शब्दावली: RCP2.6: RCPs (प्रतिनिधि एकाग्रता मार्ग) ग्रीनहाउस गैसों और अन्य फोर्किंग के भविष्य की सांद्रता के परिदृश्य हैं। RCP2.6 (जिसे कभी-कभी "RCP3-PD" भी कहा जाता है) एक "चरम और गिरावट" परिदृश्य है जहां कड़े शमन हैं।
लेखकों ने कहा कि 2 सी और 2.7 सी के बीच एक और सीमा हो सकती है। वैश्विक तापमान वृद्धि के इस स्तर तक पहुंचने से "कई बड़ी प्रणालियों की सक्रियता, जैसे कि रॉस और रोने-फिल्नेर ड्रेनेज बेसिन, और बहुत बड़े एसएलआर योगदान की शुरुआत" हो सकती है।
रॉस और रोने-फिल्नर अंटार्कटिका में दो सबसे बड़ी बर्फ की अलमारियां हैं। ये काफी कम हो सकते हैं "100-300 वर्षों के भीतर", एक अन्य अध्ययन का कहना है, परिदृश्यों में जहां वैश्विक उत्सर्जन से अधिक है RCP2.6 परिदृश्य। इस उत्सर्जन पथ को आमतौर पर 2C तक वार्मिंग को सीमित करने के अनुरूप माना जाता है।
इन निष्कर्षों का अर्थ है कि पर्याप्त अंटार्कटिक बर्फ के नुकसान को रोकना वैश्विक उत्सर्जन को सीमित करने पर निर्भर करता है - या उससे नीचे - RCP2.6। जैसा कि कागज का निष्कर्ष है: "इन थ्रेसहोल्ड को पार करने से बड़े बर्फ-शीट परिवर्तनों और एसएलआर के प्रति प्रतिबद्धता का पता चलता है जो पूरी तरह से महसूस होने में हजारों साल लग सकते हैं और लंबी अवधि के लिए अपरिवर्तनीय हो सकते हैं।"
के बारे में लेखक
प्रो क्रिस्टीना हुल्बे, न्यूजीलैंड के ओटागो विश्वविद्यालय में नेशनल स्कूल ऑफ सर्वेिंग में एक भूभौतिकीविद्।
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