Utvrđeno je da će, u godinama koje dolaze, sve veće količine ugljičnog dioksida u zraku uzrokovati promjenu klime, što će dovesti do ubrzanog topljenja ledenih kape i podizanja svjetske razine mora. Novo znanstveno otkriće, međutim, ukazuje na zabrinjavajući, potpuno odvojeni izravni učinak ugljika na led - onaj koji uopće nema nikakve veze s zagrijavanjem.
Kao što je dokumentirano u jučerašnjem istraživanju u časopisu Journal of Physics D, istraživači s MIT-a otkrili su da samo prisustvo prisutnih povećanih koncentracija ugljičnog dioksida uzrokuje slabljenje leda, uz smanjenu čvrstoću materijala i žilavost loma, bez obzira na temperaturu. S dovoljno ugljičnog dioksida u zraku, to bi samo po sebi moglo povećati vjerojatnost da se ledenjaci cijepe i puknu. Dodajte činjenicu da će se globalne temperature i dalje zagrijavati - posebno oko stupova - a kombinacija ova dva faktora mogla bi značiti da će se ledene kapke rastopiti još bržim stopama nego što su stručnjaci predviđali.
"Ako bi se ledene kapice i glečeri nastavili pucnuti i dijeliti na komade, njihova površina koja je izložena zraku znatno bi se povećala, što bi moglo dovesti do ubrzanog topljenja i znatno smanjenog područja pokrivanja na zemlji", rekao je vodeći autor studije, Markus Buehler. "Posljedice ovih promjena ostaje da se istražuju od strane stručnjaka, ali mogu pridonijeti promjenama globalne klime."
Buehler i njegov koautor Zhao Qin koristili su računalne simulacije na atomskoj razini kako bi procijenili dinamiku snage leda u prisutnosti različitih koncentracija ugljičnog dioksida. Otkrili su da plin smanjuje snagu leda interferirajući u vodikovim vezama koje zajedno leže molekule vode u ledenom kristalu. Konkretno, na atomskoj razini ugljični dioksid se natječe s vezanim molekulama vode i, u dovoljno visokim koncentracijama, istiskuje ih iz veza i zauzima njihovo mjesto.
Molekule ugljičnog dioksida počinju se infiltrirati u komad leda na vanjskom rubu, a zatim ga polako razdvajaju migrirajući prema unutra kao pukotina. Pri tome, oni također privlače molekule vode prema rubu formiranjem veza sa atomima vodika molekula vode, ostavljajući pokidane veze unutar kristalne strukture i smanjujući ukupnu snagu leda. Simulacije su pokazale da je led koji je bio infiltriran ugljičnim dioksidom do točke da plin zauzima dva posto njegovog volumena otprilike 38 posto manje jak.
"U određenom smislu lom leda uslijed ugljičnog dioksida sličan je kvarenju materijala uslijed korozije, npr. Struktura automobila, zgrade ili elektrane gdje kemijska sredstva" grizu "materijale, koji se polako propadaju, “Buehler je rekao za istraživanje istraživanja okoliša . Budući da se ledenjaci obično počinju razdvajati od stvaranja malih pukotina, kažu istraživači, to bi moglo dovesti do daljnjih lomova velikih razmjera, poput onog koji se nedavno dogodio na Antarktiku i stvorio je ulomak veći od New Yorka.
Budući da je nalaz prvi dokaz ovog fenomena, prerano je reći koliko će ubrzati otapanje leda izvan prethodnih predviđanja. Međutim, postoji nekoliko mehanizama pomoću kojih bi stručnjaci mogli navesti reviziju prema gore za procjenu topljenja leda i rasta razine mora s obzirom na kontinuirano povećanje emisija stakleničkih plinova.
Osim očiglednog - da topliji zrak i slabiji led znače brži topljenje - postoji i činjenica da ledene kapice igraju presudnu ulogu u refleksiji sunčeve svjetlosti u svemir. Trenutno pokrivaju otprilike sedam posto zemljine površine, ali odgovorni su za reflekciju 80 posto sunčevih zraka. To je zato što svijetlo bijela boja leda pomaže da reflektira svjetlost učinkovitije od gotovo bilo koje druge vrste prikrivača.
Ako povećane koncentracije ugljičnog dioksida i toplije temperature uzrokuju brzo otapanje leda, ovaj svijetli bijeli led zamijenit će tamnom oceanskom vodom. Sve više sunčeve svjetlosti ulazilo bi i zadržavalo se u atmosferi, stvarajući tako sve više i više zagrijavanja. Ova pozitivna povratna sprega mogla bi predstavljati jednu od strašnih "prelomnih točaka" za koju klimatolozi strahuju da bi mogli poslati našu klimu na nekontrolirani put ka nesreći.
Budući da se rad bavi ledom na mikroskopskoj razini, sljedeći bi korak bio ispitivanje učinka povećanih koncentracija ugljičnog dioksida na ledu u laboratorijskim okruženjima kako bi se provjerilo vrijedi li učinak simuliranog modela. Naravno, ako se ništa ne promijeni u pogledu emisije ugljika, možda ćemo imati priliku vidjeti pojavljuju li se ti efekti u mnogo većoj mjeri - na ledenjacima i polarnim ledenim kapama na svijetu.
