ธารน้ำแข็ง Pine Island ถอยร่น 20% จากฝีมือมนุษย์ งานวิจัยชิ้นแรกชี้ชัดภาวะโลกร้อนเร่งการละลาย

หมายเหตุบรรณาธิการ: งานวิจัย (preprint ID egusphere-2025-2315) นำโดยคิงส์คอลเลจลอนดอนและ British Antarctic Survey ปัจจุบันเปิดให้อภิปรายและอยู่ระหว่างการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิเพื่อตีพิมพ์ใน The Cryosphere

ตัวเลข 20% ถูกคำนวณอย่างไร

ทีมวิจัยใช้วิธีการดูดซับข้อมูลที่ซับซ้อนที่เรียกว่า ensemble Kalman inversion เพื่อจำลองพฤติกรรมของ PIG ตลอดศตวรรษที่ 20 โดยการรันแบบจำลองทั้งที่มีและไม่มีแรงบังคับจากสภาพภูมิอากาศที่มนุษย์ก่อขึ้น ทำให้สามารถแยกผลกระทบของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้เป็นครั้งแรก

ผลลัพธ์สำคัญ: แม้ไม่มีอิทธิพลของมนุษย์ ความแปรปรวนของสภาพอากาศตามธรรมชาติก็ทำให้เกิดการถอยร่นประมาณ 80% ของที่สังเกตได้ อย่างไรก็ตาม การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากมนุษย์ทำให้มหาสมุทรใต้ (Southern Ocean) อุ่นขึ้น และผลักดันให้ธารน้ำแข็งถอยร่นออกไป เพิ่มขึ้นอีกประมาณ 18–20% เมื่อเทียบกับที่ธรรมชาติเพียงอย่างเดียวจะทำให้เกิดขึ้น

"ผลกระทบของมหาสมุทรที่อุ่นขึ้นจากมนุษย์ถูกวิเคราะห์ว่าทำให้การถอยร่นของธารน้ำแข็งเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ" นักวิจัยระบุ พร้อมอธิบายว่านี่คือ "การศึกษาแรกที่หาปริมาณผลกระทบของมนุษย์ต่อการถอยร่นของธารน้ำแข็งขนาดใหญ่ในแอนตาร์กติกา"

จุดเริ่มต้นในทศวรรษ 1940s: คลื่นน้ำอุ่น

หลักฐานอิสระหลายสายชี้ไปที่ทศวรรษ 1940s ว่าเป็นช่วงเวลาที่การถอยร่นสมัยใหม่ของ PIG เริ่มต้นขึ้น แกนตะกอนที่เก็บจากใต้หิ้งน้ำแข็ง PIG บอกเล่าเรื่องราวที่ชัดเจน: การรุกของน้ำทะเลเข้าไปเกินสันเขาหินใต้ธารน้ำแข็ง ทำให้เกิดโพรงมหาสมุทรใต้หิ้งน้ำแข็ง เกิดขึ้นใน ปี 1945 (±12 ปี) และการที่หิ้งน้ำแข็งหลุดจากสันเขานั้นอย่างสมบูรณ์เกิดขึ้นในปี 1970 (±4 ปี)

ตัวกระตุ้นในช่วงแรกดูเหมือนจะเป็นไปตามธรรมชาติ — คลื่นน้ำอุ่นผิดปกติที่เชื่อมโยงกับความแปรปรวนของเอลนีโญในเวลานั้น การถอยร่นไม่ได้หยุดแม้อุณหภูมิมหาสมุทรในภูมิภาคจะกลับสู่ปกติแล้ว

หลักฐานทางธรณีวิทยายังแสดงให้เห็นว่านี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่ PIG ตอบสนองอย่างรุนแรงต่อแรงกระตุ้นจากภายนอก ข้อมูล glacial-geological และ geochronological แสดงให้เห็นว่า PIG เคยประสบกับการบางตัวอย่างรวดเร็วในช่วงต้นของ Holocene เมื่อประมาณ 8,000 ปีก่อน ในอัตราที่เทียบได้กับปัจจุบัน ซึ่งยืนยันว่าธารน้ำแข็งมีความอ่อนไหวสูงต่อตัวขับเคลื่อนทางสมุทรศาสตร์และบรรยากาศภายนอก

การถอยร่นที่ไม่อาจย้อนกลับ: Marine Ice-Sheet Instability

เมื่อถูกกระตุ้นแล้ว PIG ก็เข้าสู่ระยะการถอยร่นที่ดำเนินต่อไปเอง โดยขับเคลื่อนด้วย marine ice-sheet instability (MISI) เนื่องจากธารน้ำแข็งตั้งอยู่บนพื้นลาดเอียงย้อนกลับ (retrograde bed) ที่อยู่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเล การถอยร่นจึงกลายเป็นสิ่งที่ดำเนินต่อไปเองเมื่อเริ่มต้น

การศึกษาในปี 2014 ใน Nature Climate Change โดยใช้แบบจำลองการไหลของน้ำแข็งอิสระสามแบบ พบว่า grounding line ของ PIG "น่าจะมีส่วนร่วมในการถอยร่นที่ไม่เสถียรเป็นระยะทาง 40 กม." โดยการสูญเสียมวลที่จำลองได้เพิ่มขึ้นอย่างมากจากค่าเฉลี่ย 20 Gt/ปี (ที่สังเกตได้ในปี 1992–2011) เป็นมากกว่า 100 Gt/ปี ซึ่งเทียบเท่ากับระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น 3.5–10 มม.

ในปี 2023 นักวิจัยจาก Northumbria University และ Bangor University พบว่า PIG ผ่านจุดเปลี่ยนที่ไม่อาจย้อนกลับภายใน 80 ปีที่ผ่านมา การละลายที่เพิ่มขึ้นชั่วคราวใต้หิ้งน้ำแข็งเพียงพอที่จะผลักดันธารน้ำแข็งให้ผ่านเกณฑ์ซึ่งไม่สามารถฟื้นตัวได้ แม้ในช่วงที่เย็นกว่าต่อมา ระยะเร่งนี้ดำเนินไปจนถึงช่วงปี 1970s–1990s

ที่สำคัญ การถอยร่นของ PIG และธารน้ำแข็ง Thwaites ที่อยู่ใกล้เคียงเกิดขึ้นพร้อมกัน ซึ่งเชื่อมโยงกับแรงบังคับทางสมุทรศาสตร์และบรรยากาศภายนอกที่ถูกปรับเปลี่ยนโดยความแปรปรวนของสภาพอากาศ ไม่ใช่พลวัตภายในของธารน้ำแข็งแต่ละแห่ง

ผลกระทบต่อระดับน้ำทะเลในอนาคต

การคาดการณ์การมีส่วนทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้นจาก PIG เพียงแห่งเดียวคือ สูงถึง ~5.1 ซม. ในอีกสองศตวรรษข้างหน้า ภายใต้ภาวะมหาสมุทรอุ่นขึ้นตามที่คาดการณ์ โดยสมมติว่าหิ้งน้ำแข็งไม่พังทลายจากสาเหตุอื่น

ภูมิภาค Amundsen Sea Embayment ในวงกว้าง (รวมถึง Thwaites) มีอิทธิพลเหนือการคาดการณ์:

• แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกอาจทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้นถึง 30 ซม. ภายในปี 2100 และ 72 ซม. ภายในปี 2200 (เปอร์เซ็นไทล์ที่ 95) โดยภาคส่วน Amundsen Sea มีส่วนสูงถึง 25 ซม. ภายในปี 2100 และ 48 ซม. ภายในปี 2200
• ภายใต้สถานการณ์การปล่อยมลพิษสูง (RCP8.5) การมีส่วนร่วมทั้งหมดจากแอนตาร์กติกาอาจถึง ~0.3 ม. ภายในปี 2100 และ มากกว่า 3 ม. ภายในปี 2200 รวมถึงการมีส่วนร่วมที่สำคัญจากแอนตาร์กติกาตะวันออก

การหยุดชั่วคราว ก่อนถอยร่นอีกครั้ง

มีรายละเอียดที่ซับซ้อนในการคาดการณ์ การสร้างแบบจำลองบางส่วนบ่งชี้ว่า grounding line ตรงกลางของ PIG อาจ ถึงสภาวะคงที่ชั่วคราวภายใน ~150 ปี บนส่วนที่มั่นคงของพื้นเตียง

อย่างไรก็ตาม การรักษาเสถียรภาพนี้อยู่ได้ไม่นาน ภายใต้ภาวะโลกร้อนที่ดำเนินต่อไป ธารน้ำแข็งจะกลับมาถอยร่นอีกครั้งเมื่อผ่านจุดยึดที่มั่นคงและกลับเข้าสู่ภูมิประเทศลาดเอียงย้อนกลับ แนวโน้มโดยรวมคือการกลับมาถอยร่น — ไม่ใช่การฟื้นตัว — แม้จะมีการหยุดชั่วคราวช่วงสั้นๆ เกิดขึ้นที่สันหินใต้ธารน้ำแข็งซึ่งชะลอการเคลื่อนตัวของ grounding-line ลงชั่วคราว

ดังที่การศึกษาแบบจำลองหนึ่งระบุว่า แม้แรงเย็นเป็นเวลา 25 ปีหลังจากตัวกระตุ้นครั้งแรกก็ "ไม่มีผลกระทบต่อความหนา ความเร็ว หรือตำแหน่ง grounding-line ของ PIG" การถอยร่นของธารน้ำแข็งนี้ไม่อาจย้อนกลับได้อีกต่อไปในระดับเวลาของมนุษย์