Je dobře známo, že v příštích letech způsobí zvyšující se množství oxidu uhličitého ve vzduchu změnu klimatu, což povede k rychlému tání ledových čepic ak celosvětovému nárůstu hladiny moře. Nový vědecký nález však ukazuje na znepokojující, zcela samostatný přímý účinek uhlíku na ledu - ten, který nemá vůbec nic společného s oteplováním.
Jak je dokumentováno ve studii zveřejněné včera v časopise Journal of Physics D, vědci z MIT objevili, že pouhá přítomnost ve zvýšených koncentracích oxidu uhličitého způsobuje, že led značně oslabuje, se sníženou pevností materiálu a houževnatostí lomu, bez ohledu na teplotu. Při dostatečném množství oxidu uhličitého ve vzduchu by to samo o sobě mohlo způsobit, že se ledovce pravděpodobně rozštěpí a zlomí. Dodejte, že globální teploty se budou i nadále oteplovat - zejména kolem pólů - a kombinace těchto dvou faktorů by mohla znamenat, že ledové čepice se budou tavit ještě rychleji, než odborníci dříve předpokládali.
"Pokud by ledové čepice a ledovce měly nadále praskat a lámat se na kousky, jejich povrchová plocha, která je vystavena vzduchu, by se výrazně zvýšila, což by mohlo vést k urychlenému tání a mnohem menšímu pokrytí na Zemi, " uvedl hlavní autor studie, Markus Buehler. "Důsledky těchto změn musí odborníci prozkoumat, ale mohou přispět ke změnám globálního klimatu."
Buehler a jeho spoluautor Zhao Qin použili počítačové simulace na atomové úrovni k vyhodnocení dynamiky ledové síly v přítomnosti různých koncentrací oxidu uhličitého. Zjistili, že plyn snižuje sílu ledu tím, že ruší vodíkové vazby, které drží pohromadě molekuly vody v ledovém krystalu. Konkrétně na atomové úrovni oxid uhličitý soutěží s navázanými molekulami vody a při dostatečně vysokých koncentracích je vytlačuje z vazeb a zaujímá své místo.
Molekuly kysličníku uhličitého začnou infiltrovat kousek ledu na vnějším okraji a poté jej pomalu rozdělují migrací směrem dovnitř, když se vytvoří trhlina. Přitom také přitahují molekuly vody ven k okraji tím, že vytvářejí vazby s atomy vodíku molekul vody, zanechávají přerušené vazby v krystalické struktuře a celkově snižují sílu ledu. Simulace ukázaly, že led, který byl infiltrován oxidem uhličitým do té míry, že plyn zabírá dvě procenta svého objemu, je zhruba o 38 procent méně silný.
"V jistém smyslu je lom ledu způsobený oxidem uhličitým podobný rozpadu materiálů v důsledku koroze, např. Konstrukce automobilu, budovy nebo elektrárny, kde chemické látky" nahlodávají "materiály, které se pomalu zhoršují, “Buehler řekl společnosti Environmental Research Web . Vzhledem k tomu, že se ledovce obvykle začínají rozpadat s tvorbou malých trhlin, vědci tvrdí, že by to mohlo vést k dalším rozsáhlým zlomeninám, jako je ta, která se nedávno objevila v Antarktidě a vytvořila fragment větší než New York.
Vzhledem k tomu, že nález je prvním důkazem tohoto jevu, je příliš brzy na to říci, jak moc zrychlí tání ledu nad předchozí předpovědi. Existuje však několik mechanismů, kterými by odborníci mohli vést k tomu, aby své odhady zvyšování teploty ledu a hladiny moře zvýšili vzhledem k pokračujícímu zvyšování emisí skleníkových plynů.
Kromě zřejmého - že teplejší vzduch plus slabší led znamená rychlejší tání - existuje skutečnost, že ledové čepice hrají klíčovou roli při odrazu slunečního světla zpět do vesmíru. V současné době pokrývají zhruba sedm procent zemského povrchu, ale jsou odpovědné za odraz 80 procent slunečních paprsků. Důvodem je to, že ledová bílá barva ledu pomáhá odrážet světlo efektivněji než téměř jakýkoli jiný typ půdního krytu.
Pokud však zvýšené koncentrace oxidu uhličitého a vyšší teploty způsobí, že se led neočekávaně rychle roztaví, bude tento jasný bílý led nahrazen tmavou vodou oceánu. Stále více slunečního světla by vniklo a zůstalo v atmosféře, což by způsobovalo stále více oteplování. Tato smyčka pozitivní zpětné vazby by mohla představovat jeden z obávaných „bodů zvratu“, o nichž se klimatologové obávají, že by mohli vyslat naše klima na nekontrolovanou cestu k pohromě.
Protože se článek zabývá pouze ledem na mikroskopické úrovni, dalším krokem by bylo testování účinku zvýšených koncentrací oxidu uhličitého na ledu v laboratorním prostředí, aby se ověřilo, zda účinky simulovaného modelu platí. Samozřejmě, pokud se nic nezmění, pokud jde o emise uhlíku, možná bychom měli šanci zjistit, zda k těmto účinkům dojde v mnohem větším měřítku - ve světových ledovcích a polárních ledových čepicích.
