On hästi teada, et järgnevatel aastatel põhjustab õhus suurenev süsinikdioksiidi kogus kliimat, mis põhjustab jääkappide kiirendatud sulamist ja merepinna tõusu kogu maailmas. Uus teaduslik avastus osutab siiski süsiniku murettekitavale, täiesti eraldi otsesele mõjule jääle - sellel, millel pole soojenemisega üldse mingit pistmist.
Nagu dokumenteeriti eile ajakirjas Physics D avaldatud uuringus, on MIT-i teadlased avastanud, et ainuüksi suurenenud süsinikdioksiidi kontsentratsioonil viibimine põhjustab jää märkimisväärset nõrgenemist ning materjali tugevuse ja murdumiskindluse vähenemist, sõltumata temperatuurist. Kui õhus on piisavalt süsinikdioksiidi, võib see üksi põhjustada liustike purunemise ja purunemise tõenäosuse. Lisage sellele asjaolu, et globaalsed temperatuurid soojenevad jätkuvalt - eriti pooluste ümber - ja nende kahe teguri kombinatsioon võib tähendada, et jääkorgid sulavad veelgi kiiremini, kui eksperdid on varem ennustanud.
"Kui jäämütsid ja liustikud jätkaksid pragunemist ja tükkideks purunemist, suureneks nende õhuga kokkupuutuv pindala märkimisväärselt, mis võib viia kiirenenud sulamiseni ja palju väiksema katvusalani maa peal, " ütles uuringu juhtiv autor, Markus Buehler. "Nende muutuste tagajärgi tuleb veel ekspertidel uurida, kuid need võivad aidata kaasa globaalse kliima muutustele."
Buehler ja tema kaasautor Zhao Qin kasutasid aatomitasemel arvutisimulatsioone, et hinnata jäätugevuse dünaamikat süsinikdioksiidi erinevate kontsentratsioonide juuresolekul. Nad leidsid, et gaas vähendab jää tugevust, segades vesiniksidemeid, mis hoiavad veemolekule jääkristallides kokku. Täpsemalt, aatomi tasemel konkureerib süsinikdioksiid seotud veemolekulidega ja tõrjub need piisavalt kõrgetel kontsentratsioonidel sidemetest välja ja võtab oma koha.
Süsinikdioksiidi molekulid hakkavad imbuma jäätükki välimisse serva, seejärel lõhestavad selle aeglaselt, liikudes sissepoole, moodustades pragu. Seejuures meelitavad nad veemolekule ka servast väljapoole, moodustades sidemeid veemolekulide vesinikuaatomitega, jättes purustatud sidemed kristallstruktuuri ja vähendades jää üldist tugevust. Simulatsioonid näitasid, et jää, mis on imbunud süsihappegaasi nii kaugele, et gaas võtab enda alla kaks protsenti mahust, on umbes 38 protsenti vähem tugev.
"Mõnes mõttes sarnaneb süsinikdioksiidi põhjustatud jäämurd materjalide lagunemisega korrosiooni tagajärjel, nt auto, hoone või elektrijaama konstruktsioon, kus keemilised ained" närivad "materjale, mis aeglaselt halvenevad, Buehler rääkis keskkonnauuringute veebist . Kuna liustikud hakkavad tavaliselt väikeste pragude moodustumisel lagunema, väidavad teadlased, et see võib põhjustada täiendavaid suuremahulisi luumurde, näiteks hiljuti Antarktikas aset leidnud ja New Yorgi osast suurema fragmendi tekitanud murrud.
Kuna leid on selle nähtuse esimesed tõendid, on veel vara öelda, kui palju see kiirendab jää sulamist, võrreldes varasemate ennustustega. Siiski on mitmeid mehhanisme, mille abil eksperdid saaksid kasvuhoonegaaside heitkoguste jätkuva suurenemise korral oma jääsulamise ja merepinna tõusu hinnanguid ülespoole vaadata.
Lisaks ilmsele - et soojem õhk ja nõrgem jää tähendab kiiremat sulamiskiirust - on tõsiasi, et jäämütsidel on otsustav roll päikesevalguse tagasi kosmosesse peegeldamisel. Praegu katavad need umbkaudu seitse protsenti maakera pinnast, kuid vastutavad 80 protsendi päikesekiirte peegeldumise eest. Selle põhjuseks on asjaolu, et jää erkvalge värv aitab sellel valgust paremini peegeldada kui peaaegu kõik muud tüüpi maapinnad.
Kui süsinikdioksiidi kontsentratsiooni tõus ja soojem temperatuur põhjustab jää ootamatult kiire sulamise, asendub see erkvalge jää tumeda ookeaniveega. Üha rohkem päikesevalgust satuks atmosfääri ja püsiks seal, põhjustades seeläbi üha rohkem soojenemist. See positiivne tagasiside võib olla üks kardetud „tipupunktidest“, mida klimatoloogid kardavad saada meie kliima kontrollimatu tee õnnetuse poole.
Kuna paber käsitleb jääd ainult mikroskoopilisel tasemel, oleks järgmine samm laboris suurenenud süsinikdioksiidi kontsentratsiooni mõju katsetamine jääl, et kontrollida, kas simuleeritud mudeli mõju vastab tõele. Muidugi, kui miski ei muutu süsiniku heitkoguste osas, on meil võib-olla võimalus näha, kas need mõjud esinevad palju laiemalt - maailma liustikes ja polaaraladel.
