A jégtakaró olvadása a legrosszabb forgatókönyvet követi
Grönland és az Antarktisz jégtakarója, amely összességében annyi fagyott vizet tartalmaz, ami a világóceánok szintjét 65 méterrel tudná megemelni, olyan gyorsasággal olvad, amit a korábbi előrejelzések legrosszabb forgatókönyvként emlegettek – figyelmeztetnek tudósok a Nature Climate Change folyóiratban. A 2007 és 2017 között mért, a tengerbe jutó olvadékvíz és leváló jég miatti jégtömegveszteséget alapul véve ez önmagában a világóceánok $40\ \mathrm{cm}$‑es szintemelkedését okozza majd 2100‑ig. Már ekkora emelkedésnek is pusztító hatásai lennének világszerte az erősen megemelkedő vihardagályok és egyre gyakoribbá váló áradások miatt. A 21. századig a nyugat‑antarktiszi és a grönlandi jégtakaró általában ugyanakkora tömeggel gyarapodott a téli hóesések miatt, mint amennyi nyáron az olvadék miatti veszteség volt. Az utolsó két évtizedben azonban a globális felmelegedés felborította ezt az egyensúlyt. 2019‑ben a grönlandi jégtakaró tömege rekordot jelentő 532 milliárd tonnával lett kisebb. Az északi sarkvidék jege a felmelegedés miatt szintén eltűnőben van. Azonban ez a jég a tenger felszínén úszva alakul ki, ezért olvadása nem járul hozzá a tengerszint emelkedéséhez.
(A https://www.sciencealert.com/ice-sheet-melting-is-perfectly-in-line-with-our-worst-case-scenario-scientists-warn nyomán)
a) Írja le részletesen a folyamatot, amely egyensúlyban tartotta a grönlandi jégtakaró tömegét a 20. században! Mitől fogy és hogyan gyarapszik a jégtakaró? Hogyan borult fel ez az egyensúly az utóbbi 20 évben?
Adatok:
$M=532\cdot 10^9\ \mathrm{t}$
$A=93\ 000\ \mathrm{km^2}$
$\varrho =1000\ \mathrm{\displaystyle \frac{kg}{\ m^3}}$
a) A jégtakaró tömegét meghatározó folyamatok megadása és az egyensúly elemzése:
3 pont
(bontható)
A jégtakarót télen a hóesés gyarapítja (1 pont).
Nyáron az olvadékvíz (és a leváló jégdarabok) a tengerbe jutnak (1 pont).
A 21. században nyáron a tengerbe jutó olvadékvíz mennyisége sokkal több (1 pont), mint a télen leesett hóé.
b) Miért okozza a grönlandi és antarktiszi jégtakaró olvadása a világóceánok szintjének emelkedését? Miért nem lép fel ilyen hatás az északi sarkvidék jegének olvadása nyomán?
b) Az olvadás vízszintre gyakorolt hatásának elemzése:
6 pont
(bontható)
A grönlandi és antarktiszi jég olvadása során keletkező olvadékvíz a szárazföldről a tengerbe folyik, így emeli a vízszintet (1 pont).
Az északi sarkvidék tengeren úszó jege a saját súlyának megfelelő vízmennyiséget szorít ki (2 pont). Az olvadás során az úszó jégből keletkező víz tömege (súlya) megegyezik a jég eredeti tömegével (súlyával) (2 pont). Így az olvadás előtt a jég által kiszorított víz mennyisége és a jég olvadása során keletkező víz mennyisége azonos (1 pont).
c) A tengerek hőmérsékletének emelkedése az olvadástól függetlenül is a tengerszint emelkedéséhez vezet egy bizonyos hőmérséklet felett. Miért?
c) A tengerszint‑emelkedés hőmérséklet-emelkedéssel összefüggő másik okának megadása:
2 pont
(bontható)
Ha emelkedik a tengerek vizének hőmérséklete, a hőtágulás (1 pont) miatt a tengervíz térfogata nő, s ezért emelkedik a vízszint (1 pont).
d) Ha a grönlandi jégtakaró által 2019‑ben elveszített jég olvadékvize egyenletesen terülne el Magyarország területén, milyen mély víz takarná a földet? (Magyarország területe $93\ 000\ \mathrm{km^2}$, a víz sűrűsége $1000\ \mathrm{\displaystyle \frac{kg}{\ m^3}}$.)
$h=5,72\ \mathrm{m}$
d) A keresett magasság meghatározása:
4 pont
(bontható)
Mivel az olvadék térfogata
$$V=\frac{M}{\varrho }$$
$$V=532\cdot 10^9\ \mathrm{m^3}$$
(1 pont)
és
$$A=93\cdot 10^9\ \mathrm{m^2}$$
(1 pont)
ezért
$$h=\frac{\ V}{A}=5,72\ \mathrm{m}$$
(2 pont)
Összesen: 15 pont