© Icebergs can take many forms, Photo: © Andreas Wolden / Institue of Marine Research
© Glacier near Ny-Ålesund on Svalbard, Photo: © Andreas Wold
© A family of polar bears on the sea ice near Svalbard, Photo: © Andreas Wolden / Institue of Marine Research
© The giant ice caps in the Antarctic give researchers an insight into how the climate was hundreds, thousands and millions of years ago. Photo: © Andreas Wolden / Institute of Marine Research
© According to the climate researchers Vidar Lien and Anne Britt Sandø, the sea today rises on average by three millimeters per year. 150 years ago, it rose by an average of 1.7 mm per year. Photo: © Anders Jakobsen / Institue of Marine Research
10 สิ่งที่คุณไม่รู้เกี่ยวกับน้ำแข็ง
October 9, 2019
น้ำแข็งมีบทบาทสำคัญในสภาพอากาศโลก
น้ำแข็งคือน้ำในรูปแบบแข็ง แต่กลับกลายเป็นน้ำแข็ง ที่สำคัญต่อโลกของเราด้วย นักอุตุนิยมวิทยา Anne Britt Sandø และ Vidar Lien จากสถาบันวิจัยทางทะเลแห่งนอร์เวย์เปิดเผยความลับบางประการของน้ำแข็ง
1. น้ำแช่แข็ง คาร์บอนไดออกไซด์ และไนโตรเจน
เหตุใดจึงมีน้ำแข็งบนโลก “เนื่องจากอุณหภูมิลดลงต่ำกว่าศูนย์องศาเซลเซียส จึงเป็นเหตุผลที่ไม่มีน้ำแข็งบนดาวพุธและดาวศุกร์” เลียนกล่าว “และเพราะว่าเรามีน้ำ” Sandø กล่าวเสริม “มีดาวเคราะห์และดวงจันทร์ที่ประกอบด้วยน้ำแข็งแห้ง ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แช่แข็ง และบนไทรทัน ซึ่งเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบดาวเคราะห์เนปจูน ไนโตรเจนก็แข็งตัวเนื่องจากอุณหภูมิต่ำกว่าลบ 200 องศาเซลเซียส เรามีน้ำในรูปแบบของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ” เลียนกล่าว
2. น้ำแข็งบนโลกมีสองประเภท
น้ำแข็งบนโลกมีสองประเภท: น้ำแข็งบนบกประกอบด้วยน้ำจืด น้ำแข็งในทะเลเป็นน้ำเค็ม ภายในน้ำแข็งทะเล เกลือจะถูกอัดเป็นถุงที่มีปริมาณเกลือสูงมาก เมื่อถึงจุดหนึ่ง กระเป๋าเหล่านี้ก็เริ่มละลาย และน้ำเกลือจะก่อตัวเป็นช่องเล็กๆ ในน้ำแข็งก่อนที่จะไหลออกจากน้ำแข็งในที่สุด สิ่งนี้จะทำให้น้ำแข็งในทะเลสดชื่นและสดชื่นยิ่งขึ้น น้ำแข็งทะเลใหม่อาจมีเกลือมากกว่า 2 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่น้ำทะเลโดยทั่วไปจะมีความเค็มอยู่ที่ 3-3.5 เปอร์เซ็นต์ "ความเค็มของน้ำแข็งในทะเลเก่านั้นน้อยกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์" Lien กล่าว
3. เกลือส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพ
เกลือทำให้น้ำทะเลมีพฤติกรรมแตกต่างจากน้ำจืด "ตามกฎทั่วไป น้ำทะเลมักจะแข็งตัวที่อุณหภูมิประมาณลบ 1.8 องศาเซลเซียส ในขณะที่คนส่วนใหญ่รู้ว่าน้ำจืดจะแข็งตัวที่อุณหภูมิ 0 องศา" Sandø กล่าว อย่างไรก็ตาม ในทวีปแอนตาร์กติก มีน้ำทะเลอยู่ที่ระดับลบ 2.2 องศาใต้ชั้นน้ำแข็ง ซึ่งก็คือส่วนของน้ำแข็งที่ยื่นออกไปในทะเล “เมื่อน้ำแข็งไปถึงทะเล น้ำทะเลจะอยู่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเลหลายร้อยเมตรระหว่างน้ำแข็งกับก้นทะเล และ ความดัน จะไม่แข็งตัวจนกว่าจะเย็นกว่าลบ 2 องศาเซลเซียส” เลียนกล่าว ความแตกต่างระหว่างน้ำจืดและน้ำทะเลก็คือน้ำหนัก หรือพูดให้ละเอียดกว่านั้นคืออุณหภูมิส่งผลต่อน้ำหนักของมันอย่างไร “ในขณะที่น้ำจืดจะหนักที่สุดบวกสี่องศาเซลเซียส น้ำทะเลจะหนักขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเข้าใกล้จุดเยือกแข็ง ดังนั้นในขณะที่อยู่ในทะเลสาบ อุณหภูมิบนพื้นดินอาจอยู่ที่สี่องศา และบน ผิวน้ำ เป็นศูนย์ องศา ซึ่งเป็นน้ำทะเลที่เย็นที่สุดในโลก อยู่ที่ระดับก้นทะเล" Lien กล่าว
4. น้ำแข็งที่ขั้วโลก
ประมาณร้อยละ 10 ของ ผิวน้ำ ผิวโลก และประมาณร้อยละ 7 ของมหาสมุทรโลกถูกปกคลุมไปด้วยน้ำแข็ง นักวิทยาศาสตร์ด้านภูมิอากาศกล่าว ไม่น่าแปลกใจเลยที่แอนตาร์กติกาและอาร์กติกเป็นสถานที่ที่อุดมด้วยน้ำแข็งมากที่สุด แต่ก็ไม่ได้เป็นเพียงสิ่งที่ตรงกันข้ามในเชิงขั้วทางภูมิศาสตร์เท่านั้น “แอนตาร์กติกเป็นทวีปขนาดใหญ่ที่ล้อมรอบด้วยทะเล ในขณะที่อาร์กติกเป็นมหาสมุทรขนาดใหญ่ที่ล้อมรอบด้วยทวีป” เลียนกล่าว ซึ่งหมายความว่าทวีปที่อยู่ทางใต้สุดของโลกจะมีน้ำแข็งจำนวนมหาศาลทั้งบนบกและในทะเลในฤดูหนาว “น้ำแข็งในทะเลแพร่กระจายจากชายฝั่งและครอบคลุมพื้นที่กว้างใหญ่ในที่สุด น้ำแข็งมากกว่าสิบล้านตารางกิโลเมตรจะแข็งตัวในฤดูหนาวและละลายในฤดูร้อน” เลียนกล่าว ในแถบอาร์กติก น้ำแข็งในทะเลมักจะมีชีวิตอยู่ได้ในฤดูร้อนและมีอายุหลายปีก่อนที่มันจะละลาย "แต่อย่างที่เราเรียกกันว่าน้ำแข็งยืนต้นนี้ กำลังมีอายุน้อยลงเรื่อยๆ และบางลง และละลายมากขึ้นเรื่อยๆ" Sandø กล่าว
< div>
5. น้ำแข็งที่เก่าแก่ที่สุดในโลก ทวีปที่อยู่ทางใต้สุดของโลกมี "ฉนวน" อีกชั้นหนึ่งที่ช่วยให้อากาศเย็น “แอนตาร์กติกมี กระแสน้ำ ในมหาสมุทรและลมที่โคจรรอบทวีป ซึ่งหมายความว่าทวีปนี้ค่อนข้างโดดเดี่ยว ซึ่งทำให้อากาศเย็น” เลียนกล่าว นี่เป็นหนึ่งในสาเหตุที่พบน้ำแข็งที่เก่าแก่ที่สุดในแอนตาร์กติก ที่นี่ยังเป็นน้ำแข็งที่หนาที่สุดและเคลื่อนที่ช้าที่สุดอีกด้วย “น้ำแข็งที่พบในเชิงแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกมีอายุประมาณหนึ่งล้านปี โดยแกนน้ำแข็งที่เก่าแก่ที่สุดที่เก็บเกี่ยวที่นั่นมีอายุ 800,000 ปี ในขณะที่น้ำแข็งที่เก่าแก่ที่สุดในกรีนแลนด์มีอายุประมาณ 100,000 ปี” Lien กล่าว
6. น้ำแข็งเป็นหน้าต่างสู่อดีต
สิ่งที่ทำให้ธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็งเติบโตคือหิมะ แต่แอนตาร์กติกแห้งแล้งมาก มีหิมะตกเล็กน้อย “ด้านบนสุดของแผ่นน้ำแข็งไม่ได้มีอะไรเพิ่มมากนัก ในขณะที่กรีนแลนด์มีหิมะตกมากขึ้น” เลียนกล่าว นักวิทยาศาสตร์ด้านภูมิอากาศใช้แผ่นน้ำแข็งลึกของทวีปแอนตาร์กติกาและกรีนแลนด์เพื่อทำความเข้าใจสภาพอากาศในอดีต ด้วยการขุดเจาะลึก พวกเขาสามารถเข้าถึงน้ำแข็งที่ตกลงมาเป็นหิมะเมื่อหลายร้อย พันล้านปีก่อน ด้วยการวิเคราะห์น้ำแข็งนี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถเรียนรู้ว่าสภาพอากาศเป็นอย่างไรและมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร
7. Snowball Earth
ตลอดประวัติศาสตร์ของโลก มีความแตกต่างอย่างมากในด้านสภาพอากาศและปริมาณน้ำแข็ง “ไม่กี่ร้อยล้านปีก่อน มีสิ่งที่เรียกว่า 'โลกสโนว์บอล' ตอนที่โลกทั้งใบถูกปกคลุมไปด้วยน้ำแข็ง ตอนนั้นอากาศจึงหนาว" เลียนกล่าว ดาวเคราะห์ดวงนี้ยังมีช่วงเวลาที่ไม่มีน้ำแข็งด้วย “ในช่วงเวลานี้ มันร้อนมากจนน้ำแข็งละลาย เพราะแอนตาร์กติกาไม่ได้อยู่อย่างที่เป็นอยู่ทุกวันนี้เสมอไป” เขาอธิบาย แอนตาร์กติกเคยอยู่ทางเหนือไกลออกไป "ในช่วงเวลานี้ อากาศอบอุ่นมากจนน้ำทะเลไม่สามารถแข็งตัวที่ขั้วโลกได้" Lien กล่าว
8. น้ำแข็ง: เครื่องยนต์ที่ขับเคลื่อน กระแสน้ำ ในมหาสมุทร
น้ำแข็งมีผลกระทบอย่างมากต่อสภาพอากาศของเรา นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองอธิบาย “น้ำแข็งละลายก่อตัวเป็นมวลน้ำซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์ที่ขับเคลื่อน กระแสน้ำ ในมหาสมุทรที่ใหญ่ที่สุดในโลก” Lien กล่าว น้ำทะเลซึ่งมีรสเค็มและเย็นกว่าก็หนักกว่าเช่นกัน เมื่อน้ำเย็นเค็มจากน้ำแข็งทะเลในแถบอาร์กติกถูกกดทับ น้ำจะจมลงสู่พื้น นอกจากนี้ น้ำเค็มจากกัลฟ์สตรีมจะเย็นลงเมื่อไปถึงอาร์กติก เป็นผลให้ทั้งน้ำจากกัลฟ์สตรีมและน้ำแข็งหลอมละลายจมลงสู่ก้นมหาสมุทรและกลับสู่มหาสมุทรแอตแลนติก สิ่งนี้เรียกว่าการหมุนเวียนเทอร์โมฮาลีน ( เข็มขัด ลำเลียงในมหาสมุทร)
9. น้ำแข็งสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ 90 เปอร์เซ็นต์
น้ำแข็งมีบทบาทสำคัญอีกอย่างหนึ่งในสภาพอากาศเนื่องจากสามารถสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ "เมื่อฉันสวมเสื้อยืดสีดำ มันจะดูดซับแสงแดดทั้งหมด และจะร้อนอย่างไม่น่าเชื่อและไม่สบายตัวในวันฤดูร้อนอันอบอุ่น" Lien กล่าว ในทางกลับกัน เสื้อยืดสีขาวหรือน้ำแข็งสีขาวสะท้อนความร้อนส่วนใหญ่ได้ น้ำแข็งสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ 90 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่ทะเลสะท้อนแสงแดดเพียง 10 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น “นั่นหมายความว่ามหาสมุทรจะอุ่นขึ้นมากในช่วงฤดูร้อนเมื่อน้ำแข็งหายไป” Sandø กล่าว ในฤดูหนาว น้ำแข็งจะทำหน้าที่เป็นชั้นฉนวน เพื่อไม่ให้มหาสมุทรสูญเสียความร้อนมากนัก ในอาร์กติก การสูญเสียความร้อนโดยไม่มีน้ำแข็งที่อุณหภูมิลบ 30 และในสภาพอากาศที่มีพายุอาจมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมหาศาล
10 แผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ส่งผลต่อแรงโน้มถ่วงของโลก
มีการกล่าวถึงบ่อยครั้งในการอภิปรายเกี่ยวกับภาวะโลกร้อนว่าระดับน้ำทะเลจะสูงขึ้น 7 เมตรเมื่อน้ำแข็งละลายบนกรีนแลนด์ อย่างไรก็ตาม การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลนี้จะไม่กระจายอย่างเท่าเทียมกันทั่วโลก น่าแปลกที่การละลายของแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์จะทำให้ระดับน้ำทะเลในซีกโลกใต้สูงขึ้นอีก “นั่นเป็นเพราะน้ำแข็งดึงดูดน้ำ เช่นเดียวกับที่ดวงจันทร์ดึงดูดน้ำ” Sandø กล่าว มวลทั้งหมดใช้แรงโน้มถ่วง แต่แผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์มีขนาดใหญ่มากจนทำให้มีส่วนสำคัญอย่างเห็นได้ชัด มันดึงน้ำทะเลไปทางแอตแลนติกเหนือและกรีนแลนด์ เมื่อน้ำแข็งหายไปในกรีนแลนด์ แหล่งท่องเที่ยวนี้ก็หายไป “ดังนั้น เมื่อน้ำแข็งหายไปบนกรีนแลนด์ น้ำในซีกโลกเหนือจะไม่ถูกดึงดูดมายังกรีนแลนด์มากนักเหมือนในปัจจุบัน” โดยหลักการแล้ว น้ำที่ละลายจะถูกดึงออกมาจากแรงโน้มถ่วงอันยิ่งใหญ่อื่นๆ ที่น้ำแข็งในแอนตาร์กติกกระทำ ตราบใดที่มันยังไม่ละลาย” Sandø กล่าว “น้ำแข็งในกรีนแลนด์จะใช้เวลาหลายพันปีในการละลายในอัตรา กระแสน้ำ และ ในทวีปแอนตาร์กติกา น้ำแข็งจะใช้เวลานานกว่าในการละลายที่นั่น" Lien กล่าว