Ожидается, что движение морского льда между арктическими странами значительно увеличится в этом столетии, что повысит риск более широкого переноса загрязняющих веществ, таких как микропластик и нефть, согласно новому исследованию CU Boulder.
Исследование, опубликованное в журнале Earth's Future Американского геофизического союза, предсказывает, что к середине века среднее время, необходимое морскому льду для перемещения из одного региона в другой, уменьшится более чем наполовину, а количество морского льда обмен между арктическими странами, такими как Россия, Норвегия, Канада и США, увеличится более чем в три раза.
Повышение интереса к освоению шельфа Арктики, а также к судоходству в центральной части Северного Ледовитого океана может привести к увеличению количества загрязняющих веществ, присутствующих в арктических водах. А загрязняющие вещества в замороженном льду могут перемещаться гораздо дальше, чем в открытой воде, переносимой океанскими течениями.
«Это означает, что у морского льда есть повышенный потенциал для быстрой транспортировки всех видов материалов, от водорослей до нефти», - сказала Патриция ДеРепентиньи, докторант Департамента атмосферных и океанических наук. «Это важно учитывать при составлении международных законов, регулирующих происходящее в Арктике».
Исторически сложилось так, что плавучие массы арктического морского льда могли существовать до 10 лет: наращивая слои, сохраняясь каждое лето и не перемещаясь очень далеко в течение любого года. Однако по мере потепления климата эта закономерность меняется.
В то время как в целом морской ледяной покров истончается, а летом полностью тает в обширных регионах, площадь нового льда, образующегося зимой, фактически увеличивается, особенно вдоль береговой линии России, а вскоре и в центральной части Северного Ледовитого океана. Этот более тонкий лед может двигаться быстрее во все более открытых водах Арктики, доставляя частицы и загрязняющие вещества, которые он несет, в воды соседних государств.
«Лед движется быстрее, но по мере потепления климата у него не так много времени, как раньше, чтобы двигаться, прежде чем он растает», - сказал ДеРепентиньи. «Из-за этого мы действительно видим, что больше всего пострадают регионы, расположенные непосредственно ниже по течению от вод каждой страны».
Различные сценарии выбросов
В предыдущем исследовании ДеРепентиньи и ее коллеги изучили движение арктического морского льда на основе инструментальных данных, начиная с 1979 года, когда начались первые непрерывные спутниковые наблюдения. Это исследование было первым, задокументировавшим увеличение количества морского льда, перемещаемого из одного региона в другой за последние четыре десятилетия.
"Это было действительно открытие", сказал DeRepentigny. «Последующий вопрос был таким: как это будет происходить в будущем? Это открыло действительно большую коробку новых вопросов».
Исследователи использовали глобальную климатическую модель вместе с Утилитой отслеживания морского льда (SITU), которую помог разработать ДеРепентиньи, для отслеживания морского льда от места его образования до места его окончательного таяния в 21 веке.
Исследователи рассмотрели два разных сценария выбросов: более экстремальный сценарий «бизнес как обычно», который предсказывает потепление на 4-5 градусов по Цельсию к 2100 году, и сценарий потепления, ограниченный 2 градусами по Цельсию, вдохновленный Парижским соглашением.. Затем они смоделировали поведение морского льда в обоих этих сценариях в середине и в конце века.
В трех из этих четырех ситуаций, включая оба прогноза середины века, движение морского льда между арктическими странами увеличилось.
Но в сценарии с высокими выбросами в конце века они обнаружили, что страны могут в конечном итоге больше иметь дело со своим собственным льдом и его загрязнителями, чем со льдом своих соседей. Это связано с тем, что при потеплении на 4 градуса и более в 2100 году большая часть морского льда, замерзающего зимой, будет таять каждую весну в том же регионе, где он образовался.
Россия и Центральная Арктика
Исключительная экономическая зона России и центральная часть Северного Ледовитого океана - это два места, где, по прогнозам исследователей, будет образовываться больше льда, и они станут основными «экспортерами» льда в другие регионы Арктики.
Исключительная экономическая зона (ИЭЗ) - это территория, простирающаяся на 200 морских миль от береговой линии, на которую государство имеет особые права в отношении рыболовства, судоходства и промышленной деятельности, такой как морское бурение нефтяных скважин. Пять стран имеют исключительные экономические зоны в Северном Ледовитом океане: Канада, США, Россия, Норвегия и Дания (Гренландия).
Де Репентиньи и ее коллеги обнаружили, что количество льда, происходящего из России, который затем тает в другой исключительной экономической зоне, к середине века удваивается.
Однако Центральная Арктика посреди Северного Ледовитого океана - это место, где ни одна страна не имеет исключительных экономических прав. Благодаря тому, что летом Северный Ледовитый океан освобождается ото льда, он станет привлекательным маршрутом для судоходства, особенно потому, что судам не нужно получать разрешение от другой страны, чтобы пройти по нему.
"Это имеет несколько значений", сказал DeRepentigny. «Кто несет ответственность за загрязняющие вещества и материалы, которые тают в Центральной Арктике или вывозятся из Центральной Арктики в разные страны? Это уже не просто национальный вопрос».
Дополнительными соавторами этого исследования являются Александра Ян из Университета Колорадо в Боулдере, Л. Бруно Тремблей из Университета Макгилла и Колумбийского университета, Роберт Ньютон из Колумбийского университета и Стефани Пфирман из Университета штата Аризона.