Tajemství arktického ledu odhaleno. Za všechno můžou srážky

Přiznám se bez mučení: nikdy jsem nepřemýšlela nad tím, jak vlastně mořský led v Arktidě cestuje. Představovala jsem si obří zmrzlé desky, které se sunou jako hokejové puky, hnané větrem a proudy. Jednoduché, ne?

Jenže vědci právě rozmetali tuhle představu — a to, co objevili, je mnohem fascinující, než jsem kdy čekala.

Led se nechová podle pravidel

Tady je ta hádanka: arktický mořský led se ne vždy pohybuje tak, jak předpovídají větrné modely. Někdy cestuje rychleji, než by měl. Jindy zase pomaleji. A rozšiřuje se po oceánu podstatně pozvolna, než by vyplývalo z těch jednoduchých výpočtů založených na větru.

Vědci nad tím kroutili hlavami celé roky. Nabízeli vysvětlení — neobvyklé větrné vzorce, oceánské víry, trhliny v ledu. Jenže nová studie z University of California Riverside naznačuje odpověď mnohem fundamentálnější. A upřímně? Docela roztomilou, když si to představíte.

Kousky ledu se totiž prostě srážejí.

Představte si děti na hřišti

Hlavní výzkumník Bhargav Rallabandi to vysvětlil tak, že jsem se musela smát: „Když nahromadíte spoustu ker ledu na jednom místě a fouká vítr, narážejí do sebe a předávají energii sousedům. My jsme ukázali, že tohle je jediná ingredience, kterou potřebujete k vysvětlení těchto pozorování."

Tolik k tomu! Žádné komplikované oceánské víry, žádné záhadné síly. Jen spousta plovoucích ledových desek, které se tlačí rameny — jako děti v přeplněné školní družině.

Zamyslete se nad tím — Arktida není pokrytá jednou obří zmrzlou přikrývkou. Ve skutečnosti je rozbitá na tisíce kousků nazývaných „kerny" neboli „floes", které se pohybují od velikosti pár metrů až po kilometry. Když vítr tlačí, driftují a pomalu se od sebe vzdalují. Ale tady je ten háček: plavou ve vodě a můžou být namačkané těsně vedle sebe.

Když nahustíte všechny ty kerny na jedno místo, začnou se neustále srážet — mnohem častěji, než se vůbec stihne změnit směr větru. A každá jednotlivá srážka ukradne kousek energie z celého systému. Je to jako kdyby každý ťuknutí fungovalo jako malá brzda, která ledu brání v nekonečném zrychlování při každém poryvu větru.

Lepší model

Aby svou hypotézu ověřili, tým vytvořil počítačovou simulaci, která s plovoucím ledem zachází podobně jako s zrnky písku protékajícími přes přesýpací hodiny — jen s tím rozdílem, že tato zrnka bimbají ve vodě a jsou tlačena větrnými poryvy. Simulace zahrnovala odpor oceánu a všechny ty opakované srážky mezi sousedními kerny.

Pak svůj model otestovali na reálných datech z Framova průlivu — dramatické passage mezi Grónskem a Špicberky, kudy prochází obrovské masy arktického ledu na své cestě do Atlantiku.

Výsledky? Model trefil hned tři pozorování, která dříve vědcům dělala vrásky: jak rychle se mořský led šíří, rozsah rychlostí jednotlivých kernů a jak se pohyb ledu mění v průběhu hodin a dnů. Všechno díky pouhému přidání fyziky srážek.

Proč by nás to mělo zajímat?

Tady přichází ta opravdu vzrušující — a trochu znepokojivá — část.

S tím, jak naše klima stále otepluje, pochopení toho, jak se mořský led pohybuje, se stává čím dál důležitější. Jak množství ledu pokrývajícího oceán, tak velikost jednotlivých kernů ovlivňují, jak často ke srážkám dochází. A tyto srážky zase ovlivňují, jak rychle se ledová pole mohou šířit, a nakonec i to, kde skončí.

Rallabandi poznamenal, že tento model by mohl vědcům pomoct prozkoumat, jestli se měnící se podmínky ledu můžou vést k tomu, že kerny se budou snáze rozestupovat a driftují do teplejších vod — kde tají rychleji. Je to zpětná vazba, kterou zoufale potřebujeme lépe pochopit.

Existuje ale i praktický přínos pro samotnou klimatologii. Globální klimatické modely prostě nedokážou sledovat každý jednotlivý kern přes celou Arktidu — je jich příliš mnoho a jsou příliš malé. Teď ale mají vědci fyzikální rámec, který zachycuje tyto interakce, aniž by museli simulovat každý kousek zvlášť. Pro přesnější klimatické předpovědi je to obrovský skok.

Krása jednoduchosti

Pro mě je ale ta nejkrásnější část tohoto výzkumu někde úplně jinde — je to připomínka, že někdy ta nejsložitější reálná chování vycházejí z překvapivě jednoduchých pravidel.

Stejné principy by mohly platit pro laviny valící se z hor, sesuvy půdy, nebo dokonce pro ty speciální částicemi naplněné inkousty používané v 3D tisku. Kdykoli máte spoustu objektů, které se srážejí, zatímco jsou tlačeny nějakou nepředvídatelnou silou, pravděpodobně uvidíte podobnou dynamiku.

Rallabandi to vyjádřil dokonale: „Model není omezený jen na led. Potřebuje jen hlučný zdroj síly a věci, které se pohybují a zažívají srážky."

Závěrem

Takže až příště uslyšíte o pohybech arktického mořského ledu nebo klimatickém modelování, vzpomeňte si na tenhle příběh. Někde tam venku na tom zmrzlém oceánu se tisíce ledových chunků narážejí do sebe jako kamarádi na přeplněné párty — a tímhle způsobem formují chování celého systému.

Věda může být pěkně skvělá. Velký obraz často vystupuje z těch nejmenších, nejběžnějších interakcí.