Lubang-lubang yang sangat besar di dalam pek ais musim dingin Antartika telah muncul secara sporadis sejak tahun 1970-an, tetapi sebab pembentukannya telah banyak misterius.
Para saintis, dengan bantuan robot terapung dan anjing laut berteknologi tinggi, kini mungkin mempunyai jawapannya: Polan yang dipanggil (Rusia untuk "air terbuka") nampaknya disebabkan oleh ribut dan garam, mendapati penyelidikan baru.
Polnyas mendapat perhatian sejak kebelakangan ini kerana dua buah yang sangat besar dibuka di Laut Weddell pada tahun 2016 dan 2017; dalam acara yang terakhir, perairan terbuka menjangkau lebih dari 115,097 batu persegi (298,100 kilometer persegi), menurut sebuah artikel yang diterbitkan pada bulan April dalam jurnal Penyelidikan Geophysical Letters.
Kini, pemandangan yang paling komprehensif yang pernah ada di dalam keadaan lautan semasa pembentukan polynya mendedahkan bahawa terbentang air terbuka ini tumbuh disebabkan oleh variasi cuaca pendek dan cuaca buruk. Polynes juga melepaskan banyak haba dalam laut ke atmosfera, dengan akibat bahawa saintis masih bekerja.
"Ia mungkin mengubah corak cuaca di sekitar Antartika," kata ketua kajian Ethan Campbell, pelajar kedoktoran dalam oseanografi di Universiti Washington, memberitahu Live Science. "Mungkin lebih jauh."
Mengamati lautan terbuka
Penyelidik telah mencadangkan bahawa ribut mempunyai peranan dalam penciptaan polnyas dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Satu kertas yang diterbitkan pada bulan April oleh saintis atmosfer dalam Penyelidikan Jurnal Geofizik: Atmosfer menunjuk kepada ribut terutamanya ganas dengan kelajuan angin sehingga 72 batu sejam (117 kilometer sejam) pada tahun 2017.
Tetapi walaupun ribut musim sejuk pada tahun 2016 dan 2017 adalah sangat teruk, laut ribut adalah norma di musim sejuk Antartika, kata Campbell.
"Jika ia hanya ribut, kita akan melihat polnyas sepanjang masa, tetapi kita tidak," katanya. Sebaliknya, polnyas besar agak jarang berlaku. Terdapat tiga besar pada tahun 1974, 1975 dan 1976, tetapi tidak ada lagi yang signifikan hingga 2016.
Campbell dan pasukannya menarik data dari dua terapung berukuran robotik manusia yang dikerahkan di Laut Weddell oleh projek Southern Observation and Modeling Climate (SOCCOM) yang dibiayai Yayasan Sains Nasional. Kapal hanyut dalam arus sekitar satu batu di bawah permukaan lautan, Campbell berkata, mengumpul data tentang suhu air, kandungan salinin dan karbon.
Untuk tujuan perbandingan, penyelidik juga menggunakan pemerhatian sepanjang tahun dari kapal penyelidikan Antartika dan juga anjing laut saintifik - pinniped liar dilengkapi dengan instrumen kecil untuk mengumpulkan data lautan sebagai haiwan melakukan perjalanan biasa mereka.
Laut Storm
Menyusun bersama, pemerhatian ini menerangkan kisah penuh 2016 dan 2017 polnyas. Bahan pertama, Campbell berkata, adalah sebahagian daripada pola iklim yang dipanggil Mode Annular Selatan, versi kutub El Niño. Cambell berkata bahawa variasi iklim biasa yang boleh membawa angin sama ada jauh dari pantai Antartika, di mana mereka menjadi lebih lemah, atau lebih dekat ke pantai, menjadi lebih kuat. Apabila kepelbagaian mengalir angin lebih dekat dan lebih kuat, ia menghasilkan lebih banyak air hangat dan asin dari jauh di Laut Weddell ke permukaan laut yang lebih sejuk dan segar.
Corak iklim ini dan upwelling berikutnya membuat permukaan laut luar biasa saline pada tahun 2016, Campbell berkata, yang, seterusnya, memudahkan air laut untuk bercampur secara menegak. Kebiasaannya, perbezaan dalam kemasinan membuat lapisan laut memisahkan, sama seperti minyak kurang padat mengapung di atas air dan enggan bercampur-campur. Tetapi kerana permukaan lautan adalah sangat asin, terdapat perbezaan yang kurang antara permukaan dan perairan yang lebih dalam.
"Lautan adalah sangat asin di permukaan, dan itu menjadikan penghalang untuk mencampurkan jauh lebih lemah," kata Campbell.
Sekarang semua lautan yang diperlukan adalah kacau sedikit. Dan musim sejuk tahun 2016 dan 2017 menyediakan sudu. Ribut besar mencipta angin dan ombak yang mencampurkan air secara menegak, membawa air hangat dari dasar lautan yang mencairkan ais laut.
Kesan polnyas yang terbentuk masih agak misteri. Para penyelidik mendapati bahawa bahagian dalam laut di bawahnya disejukkan oleh 0.36 darjah Fahrenheit (0.2 darjah Celcius). Yang melepaskan haba mungkin mengubah corak cuaca tempatan dan juga mengalihkan angin secara global, kata Campbell.
Lebih lanjut mengenai, katanya, bahawa air laut dalam yang terdedah kepada atmosfer semasa polynya berpotensi menjadi kaya karbon. Perairan Deep Antarctic adalah kuburan untuk kehidupan marin, yang melepaskan karbon ketika mereka mereput. Jika karbon itu memasuki atmosfera melalui polnyas, bukaan terbuka ini boleh menyumbang sedikit kepada perubahan iklim, kata Campbell.
Sama ada polynyas berbuat demikian masih di udara, Campbell berkata, tetapi kajian baru itu harus membantu para saintis mengetatkan lebih banyak maklumat mengenai perubahan iklim Antartika. Model-model semasa di Antartika seolah-olah meramalkan lebih banyak polynes daripada sebenarnya wujud, kata Campbell. Sekarang, pemodulasi iklim akan mempunyai lebih banyak data untuk memperbaiki ramalan tersebut, mewujudkan Antartika maya yang lebih baik untuk memahami perubahan iklim.
Penyelidikan itu muncul pada 10 Jun di jurnal Nature.
