Ocean memory amplifies Antarctica's sea-level contribution after climate overshoot

अंटार्कटिका की बर्फ की चादरें केवल जमी हुई बर्फ के स्थिर ब्लॉक नहीं हैं; वे बर्फ की गतिशील, धीमी गति से बहने वाली नदियाँ हैं जो ऊपर की हवा और नीचे के महासागर के साथ निरंतर परस्पर क्रिया करती हैं। सदियों से, वैज्ञानिकों ने समझा है कि जब वायुमंडल गर्म होता है, तो बर्फ पिघलती है। हालाँकि, इन बर्फ की चादरों के तैरते हुए किनारों के नीचे एक अधिक सूक्ष्म और शक्तिशाली शक्ति काम कर रही है: महासागर। गर्म समुद्री जल नीचे से बर्फ को पिघला सकता है, जिससे वे तैरते हुए शेल्फ (shelves) पतले हो जाते हैं जो ज़मीन पर स्थित विशाल ग्लेशियरों को थामे रखते हैं। जब ये शेल्फ कमजोर होते हैं या टूट जाते हैं, तो उनके पीछे के ग्लेशियर तेज हो जाते हैं, जिससे समुद्र में अधिक बर्फ जमा होने लगती है और वैश्विक जल स्तर बढ़ जाता है। यह प्रक्रिया "महासागरीय स्मृति" (ocean memory) नामक अवधारणा द्वारा संचालित होती है। जिस प्रकार एक गर्म कॉफी का कप कमरे का तापमान गिरने के बाद भी लंबे समय तक ठंडा नहीं होता, उसी तरह गहरा महासागर दशकों या शताब्दियों तक गर्मी बनाए रखता है, भले ही उसके ऊपर का वायुमंडल ठंडा होने लगे। इस लंबे समय तक बनी रहने वाली गर्माहट का अर्थ है कि वायुमंडल के ठीक होने के बहुत बाद भी महासागर बर्फ के क्षरण को जारी रख सकता है।

यह विलंब समुद्र के स्तर के भविष्य के लिए एक महत्वपूर्ण अनिश्चितता पैदा करता है। यदि दुनिया ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने और वायुमंडल को ठंडा करने में सफल होती है, तो क्या बर्फ की चादरें द्रव्यमान खोना तुरंत बंद कर देंगी, या वे सिकुड़ना जारी रखेंगी क्योंकि महासागर गर्म बना हुआ है? यूनिवर्सिटी ऑफ तस्मानिया और अंतरराष्ट्रीय भागीदारों के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में एक नया अध्ययन इस प्रश्न का उपयोग करते हुए उन्नत कंप्यूटर सिमुलेशन के माध्यम से इस सवाल की जांच करता है। उन्होंने एक विशिष्ट, तत्काल प्रश्न पूछा: यदि ग्रह अस्थायी रूप से पेरिस समझौते द्वारा निर्धारित तापमान सीमाओं से ऊपर निकल जाता है, तो उस उच्च ताप की अवधि को अपरिवर्तनीय क्षति पहुँचाने के लिए कितने समय तक बने रहना होगा? अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि क्या महासागर के ठंडा होने की गति, वायु के ठंडा होने की गति से अधिक मायने रखती है? शोधकर्ताओं ने पाया कि ऊष्मा के संपर्क की अवधि महत्वपूर्ण है, लेकिन महासागर की रिकवरी (पुनर्प्राप्ति) का समय ही वास्तविक गेम-चेंजर है। भले ही हवा तेजी से ठंडी हो जाए, एक धीरे-धीरे ठंडा होने वाला महासागर पीढ़ियों तक बर्फ के नुकसान को जारी रख सकता है, जिससे समुद्र के स्तर में वृद्धि वायुमंडल के कारण होने वाली वृद्धि से कहीं अधिक बढ़ जाती है।

इसकी जांच के लिए, टीम ने संपूर्ण अंटार्कटिक बर्फ की चादर का एक शक्तिशाली कंप्यूटर मॉडल इस्तेमाल किया, जो एक 'डिजिटल ट्विन' है और यह सिम्युलेट करता है कि बर्फ कैसे बहती है, पिघलती है और बदलती परिस्थितियों के प्रति कैसे प्रतिक्रिया करती है। उन्होंने एक आधारभूत परिदृश्य (baseline scenario) से शुरुआत की जहाँ ग्रह कम उत्सर्जन वाले पथ का अनुसरण करता है, जिससे गर्मी अपेक्षाकृत मध्यम रहती है। फिर, उन्होंने कई "ओवरशूट" (overshoot) परिदृश्य बनाए। इन सिमुलेशन में, जलवायु को एक निश्चित अवधि के लिए उच्च-उत्सर्जन पथ का पालन करने के लिए मजबूर किया गया—20, 50, 75, या 100 वर्षों के लिए—इससे पहले कि वह अचानक कम-उत्सर्जन वाले पथ पर वापस आ जाए। इससे उन्हें यह परीक्षण करने में मदद मिली कि ऊष्मा के संपर्क की लंबाई ने बर्फ की चादर के भविष्य को कैसे प्रभावित किया। उन्होंने एक अलग सेट प्रयोग भी चलाए यह देखने के लिए कि क्या होता है जब हवा तेजी से ठंडी होती है जबकि महासागर लंबे समय तक गर्म रहता है, जो वास्तविक दुनिया की संभावना को दर्शाता है कि गहरा महासागर अपनी गर्मी छोड़ने में सदियों ले लेता है।

परिणामों ने ऊष्मा की अल्प और दीर्घ अवधि के बीच एक स्पष्ट अंतर प्रकट किया। जब उच्च-उत्सर्जन का प्रभाव केवल 20 या 50 वर्षों तक रहा, तो कम-उत्सर्जन वाले पथ की तुलना में अतिरिक्त बर्फ का नुकसान अपेक्षाकृत छोटा था, जो वर्ष 2300 तक वैश्विक समुद्र स्तर में 3 मिलीमीटर से भी कम की वृद्धि करता है। हालाँकि, जैसे-जैसे ऊष्मा की अवधि बढ़ती गई, नुकसान गैर-रैखिक (non-linearly) रूप से बढ़ता गया। 75 वर्षों के उच्च प्रभाव के बाद, अतिरिक्त योगदान बढ़कर 8.6 मिलीमीटर हो गया। 100 वर्षों के बाद, यह उछलकर 21.5 मिलीमीटर हो गया। यह सुझाव देता है कि उच्च-ताप अवस्था में ग्रह के बिताए जाने वाले समय को कम करना एक महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है, लेकिन यह संबंध एक सरल सीधी रेखा नहीं है; ऊष्मा जितनी लंबे समय तक बनी रहती है, परिणाम उतने ही गंभीर होते जाते हैं। अध्ययन ने यह भी दिखाया कि बर्फ के नुकसान का स्थान समय के साथ बदल जाता है। छोटे परिदृश्यों में, पूर्वी अंटकट्र्ा (East Antarctic) बर्फ की चादर मुख्य योगदानकर्ता थी, लेकिन सबसे लंबे परिदृश्यों में, पश्चिम अंटकट्र्ा (West Antarctic) बर्फ की चादर नुकसान का प्रमुख स्रोत बन गई, जो तीव्र पतन के प्रति संवेदनशील क्षेत्र के रूप में जाना जाता है।

सबसे आश्चर्यजनक खोज तब सामने आई जब शोधकर्ताओं ने हवा की रिकवरी को महासागर की रिकवरी से अलग किया। एक परिदृश्य में, उन्होंने 50 वर्षों की गर्मी के बाद वायुमंडल को ठंडा होने दिया, लेकिन महासागर के प्रभाव को अगले 50 वर्षों तक उच्च रखा। इस मामले में, वर्ष 2300 तक अतिरिक्त समुद्र स्तर का योगदान बढ़कर 44.1 मिलीमीटर हो गया, जो कि उस स्थिति से लगभग दोगुना था जब वायु और महासागर दोनों 50 वर्षों के बाद एक साथ ठंडे हुए थे। ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि बर्फ और पिघलाव के बीच एक नाजुक संतुलन होता है। जब वायुमंडल ठंडा होता है, तो यह आमतौर पर अधिक हिमपात लाता है, जो खोई हुई बर्फ की भरपाई करने में मदद कर सकता है। हालाँकि, यदि महासागर गर्म रहता है, तो यह नीचे से बर्फ को पिघलाना जारी रखता है, जिससे शेल्फ कमजोर होते हैं और ग्लेशियरों का प्रवाह तेज हो जाता है। अध्ययन में पाया गया कि निरंतर महासागरीय पिघलाव अंततः बढ़े हुए हिमपात के लाभों को खत्म कर देता है। वास्तव में, जब महासागर गर्म रहा और हवा ठंडी हुई, तो बर्फ की चादर ने उस मात्रा से अधिक द्रव्यमान खो दिया जो वह तब खोती यदि उच्च ऊष्मा वायु और महासागर दोनों में एक साथ बनी रहती। ऐसा इसलिए है क्योंकि ठंडी होती हवा ने उस हिमपात को कम कर दिया जो अन्यथा महासागरीय पिघलाव के प्रभाव को संतुलित करने में मदद करता।

शोधकर्ताओं ने यह भी परीक्षण किया कि बर्फ की चादर के व्यवहार और जलवायु डेटा के बारे में विभिन्न धारणाएं परिणामों को कैसे प्रभावित करती हैं। उन्होंने अलग-अलग जलवायु मॉडल और बेडरॉक (bedrock) पर बर्फ के फिसलने की गति की गणना करने के विभिन्न तरीकों का उपयोग किया। हालांकि सटीक संख्याएँ इन सेटिंग्स के आधार पर भिन्न थीं, लेकिन मुख्य पैटर्न सत्य रहा: महासागर की विलंबित रिकवरी हमेशा अधिक समुद्र स्तर की वृद्धि की ओर ले गई। चाहे उन्होंने मानक जलवायु मॉडल का उपयोग किया या ऐसा मॉडल जिसने अधिक हिमपात की भविष्यवाणी की, संदेश सुसंगत रहा: यदि महासागर ठंडा होने में समय लेता है, तो बर्फ की चादर त्वरित दर से द्रव्यमान खोती है। यह पुष्टि करता है कि महासागर की "स्मृति" अंटकट्र्ा के भविष्य के लिए एक प्रमुख कारक है।

ये सिमुलेशन किसी विशिष्ट भविष्य की भविष्यवाणी नहीं करते हैं, बल्कि वे हमारे वर्तमान जलवायु प्रक्षेपवक्र (trajectory) में एक महत्वपूर्ण जोखिम को उजागर करते हैं। अध्ययन बताता है कि यदि महासागर गर्म रहता है, तो केवल वैश्विक तापमान को कम करना बर्फ की चादरों को समुद्र स्तर बढ़ने में योगदान देने से रोकने के लिए पर्याप्त नहीं है। बर्फ की चादर की रिकवरी काफी हद तक इस बात पर निर्भर करती है कि महासागर अपनी गर्मी कितनी जल्दी छोड़ता है। यदि महासागर दशकों या शताब्दियों तक ठंडा होने में समय लेता है, तो बर्फ पीछे हटती रहेगी, जो शेल्फ के नीचे बनी रहने वाली गर्माहट से प्रेरित होगी। इसका अर्थ है कि उत्सर्जन कम करने के लाभों को आंशिक रूप से विफल किया जा सकता है यदि महासागर की रिकवरी धीमी है। निष्कर्ष यह है कि समुद्र स्तर के बढ़ने के खिलाफ लड़ाई केवल इस बारे में नहीं है कि ग्रह कितना गर्म होता है, बल्कि इस बारे में भी है कि ऊष्मा गहरे महासागर में कितनी देर तक बनी रहती है। नीति निर्माताओं और योजनाकारों के लिए, यह जटिलता की एक नई परत जोड़ता है: जलवायु रिकवरी का समय स्वयं चरम तापमान जितना ही महत्वपूर्ण है। अध्ययन का निष्कर्ष है कि यद्यपि उच्च उत्सर्जन की अवधि को कम करना समुद्र स्तर के बढ़ने को सीमित करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है, इसकी सफलता पूरी तरह से इस बात पर निर्भर करती है कि महासागर कितनी जल्दी उसका अनुसरण करता है। महासागर की तीव्र रिकवरी के बिना, बर्फ की चादर आने वाली शताब्दियों तक पिछले गर्म होने की कीमत चुकाती रहेगी।