Dobro je ugotovljeno, da bodo v prihodnjih letih vse večje količine ogljikovega dioksida v zraku povzročile spremembo podnebja, kar bo vodilo do hitrega taljenja ledenih pokrovčkov in dviga svetovne morske gladine. Nova znanstvena ugotovitev sicer kaže na zaskrbljujoč, popolnoma ločen neposreden vpliv ogljika na led - tak, ki sploh nima nobene zveze s segrevanjem.
Kot je razvidno iz študije, objavljene včeraj v reviji Journal of Physics D, so raziskovalci z MIT-a odkrili, da zgolj ob prisotnosti povečane koncentracije ogljikovega dioksida povzroči, da se led znatno oslabi, z zmanjšano trdnostjo materiala in žilavostjo pri zlomu, ne glede na temperaturo. Z zadostnim številom ogljikovega dioksida v zraku bi lahko ledeniki lažje cepili in se lomili. Dodajte dejstvo, da se bodo globalne temperature še naprej segrevale - zlasti okoli polov - in kombinacija teh dveh dejavnikov bi lahko pomenila, da se bodo ledene kapice topile še hitreje, kot so napovedali strokovnjaki.
"Če bi se ledene kape in ledeniki še naprej lomili in razbijali na koščke, bi se njihova površina, ki je izpostavljena zraku, znatno povečala, kar bi lahko privedlo do pospešenega taljenja in precej zmanjšanega območja pokritosti na zemlji, " je povedal vodilni avtor študije, Markus Buehler. "Posledice teh sprememb še vedno preučujejo strokovnjaki, vendar lahko prispevajo k spremembam globalnega podnebja."
Buehler in njegov soavtor Zhao Qin sta uporabila računalniške simulacije na atomski ravni za oceno dinamike jakosti ledu ob prisotnosti različnih koncentracij ogljikovega dioksida. Ugotovili so, da plin zmanjšuje moč ledu z vmešavanjem vodikovih vezi, ki držijo molekule vode v ledenem kristalu. Na atomski ravni ogljikov dioksid konkurira vezanim molekulam vode in jih pri dovolj visokih koncentracijah izpodrine iz vezi in zavzame njihovo mesto.
Molekule ogljikovega dioksida začnejo na zunanjem robu infiltrirati košček ledu, nato pa ga počasi razcepijo, tako da se premikajo navznoter kot nastane razpoka. Pri tem privlačijo tudi molekule vode navzven do roba, tako da tvorijo vezi z vodikovimi molekuli vodnih molekul, puščajo pretrgane vezi znotraj kristalne strukture in zmanjšujejo moč ledu na splošno. Simulacije so pokazale, da je led, ki je bil infiltriran z ogljikovim dioksidom do te mere, da plin zavzema dva odstotka njegove prostornine, približno 38 odstotkov manj močan.
"V določenem smislu je zlom ledu zaradi ogljikovega dioksida podoben razpadu materialov zaradi korozije, npr. Zgradba avtomobila, stavbe ali elektrarne, kjer kemikalije" grizljajo "materiale, ki počasi propadajo, «Je Buehler povedal za okoljske raziskave . Ker se ledeniki običajno začnejo razpadati z nastankom majhnih razpok, pravijo raziskovalci, bi to lahko privedlo do nadaljnjih velikih zlomov, kot je bil tisti, ki se je pred kratkim zgodil na Antarktiki, in ustvaril delček, večji od New Yorka.
Ker so ugotovitve prvi dokaz tega pojava, je še prezgodaj govoriti, koliko bo pospešil taljenje ledu, ki presega prejšnje napovedi. Kljub temu pa obstaja več mehanizmov, s pomočjo katerih bi lahko strokovnjaki revidirali svoje ocene glede taljenja ledu in dviga morske gladine glede na stalno povečanje emisij toplogrednih plinov.
Poleg očitnega - da toplejši zrak in šibkejši led pomeni hitrejšo stopnjo taljenja - obstaja tudi dejstvo, da imajo ledene kapice odločilno vlogo pri odsevanju sončne svetlobe nazaj v vesolje. Trenutno pokrivajo približno sedem odstotkov zemeljske površine, vendar so odgovorni za odsev 80 odstotkov sončnih žarkov. To je zato, ker svetlo bela barva ledu pomaga, da odbija svetlobo bolj učinkovito kot skoraj katero koli drugo vrsto talnega pokrova.
Če pa povečane koncentracije ogljikovega dioksida in toplejše temperature povzročijo, da se led nepričakovano hitro stopi, bo ta svetel bel led nadomestil temna oceanska voda. Vedno več sončne svetlobe bi vstopilo in bivalo v ozračju in s tem povzročalo vedno več segrevanja. Ta pozitivna povratna zanka bi lahko pomenila eno od strašnih "prelomnih točk", za katere se klimatologi bojijo, da bi lahko podnebje poslali na nekontrolirano pot v nesrečo.
Ker papir obravnava le led na mikroskopski ravni, bi naslednji korak preizkusil vpliv povečane koncentracije ogljikovega dioksida na led v laboratorijskem okolju, da bi preverili, ali učinki simuliranega modela držijo. Seveda, če se v zvezi z emisijami ogljika ne bo nič spremenilo, bomo morda imeli priložnost videti, ali se ti učinki pojavljajo v veliko večjem obsegu - na ledenikih in polarnih ledenih kapicah.
