Topnienie pływającego lodu działa inaczej niż topnienie lodu leżącego na lądzie
Najważniejsza różnica między lodem morskim a lądolodem polega na tym, gdzie znajduje się ich woda przed stopieniem. Pływający lód już wypiera część oceanu zgodnie z prawem Archimedesa, dlatego jego stopienie ma bardzo mały bezpośredni wpływ na globalny poziom morza. Lód spoczywający na lądzie po stopieniu dodaje natomiast nową masę wody do oceanu. W rzeczywistym morzu istnieje drobna poprawka: lód morski jest mniej słony niż woda morska, więc jego stopienie może dawać niewielki dodatni efekt, ale jest on nieporównywalnie mniejszy niż wkład utraty lodu lądowego.
Eksperyment ze szklanką działa — z poprawką
Jeżeli kostka lodu pływa w szklance wody, przed stopieniem wypiera masę cieczy równą własnej masie. Po stopieniu powstaje mniej więcej taka objętość wody, jaką wcześniej wypierał lód, więc poziom prawie się nie zmienia. To dobra intuicja dla lodu morskiego, ale ocean jest słony, a sam lód zawiera dużo mniej soli niż woda wokół niego.
Dlaczego zasolenie wprowadza małą różnicę
Słona woda jest gęstsza niż słodka. Pływający lód morski wypiera więc objętość gęstszej wody morskiej, podczas gdy po stopieniu daje mniej słoną wodę o nieco mniejszej gęstości. NASA zwraca uwagę, że przez tę różnicę topnienie pływającego lodu nie jest absolutnie neutralne dla poziomu morza, choć efekt pozostaje niewielki w porównaniu z topnieniem lodu na lądzie.
Lądolód zaczyna po drugiej stronie linii brzegowej
Lód na Grenlandii, Antarktydzie lub w lodowcu górskim spoczywa na lądzie. Dopóki tam pozostaje, jego masa nie jest częścią oceanu. Gdy topnieje, a woda ostatecznie spływa do morza, masa oceanu rośnie. To dlatego bilanse globalnego poziomu morza zwracają szczególną uwagę na zmianę masy lądolodów i lodowców.
Granica nie zawsze jest idealnie prosta
Lodowce i lądolody mogą przechodzić w pływające szelfy lodowe. Bezpośrednie stopienie już pływającej części ma mały efekt poziomu morza, ale szelf może hamować spływ lodu z lądu. Jeżeli osłabnie lub zniknie, lód znajdujący się wcześniej na podłożu może szybciej trafiać do oceanu. Znaczenie pośrednie może być więc dużo większe od prostego efektu wyporności.
Lód morski ma ogromne znaczenie mimo małego efektu bezpośredniego
Mały bezpośredni wkład do poziomu morza nie oznacza, że utrata lodu morskiego jest klimatycznie obojętna. Jasna powierzchnia lodu odbija dużą część promieniowania słonecznego, a ciemny ocean absorbuje go więcej. Lód morski wpływa również na wymianę ciepła i wilgoci między oceanem a atmosferą oraz na ekosystemy polarne.
Co właściwie mierzą satelity
Różne obserwacje odpowiadają na różne pytania. Altimetry mierzą wysokość powierzchni morza, misje grawimetryczne śledzą redystrybucję masy, a satelity radarowe i laserowe badają wysokość oraz grubość lodu. Dopiero zestawienie tych danych pozwala odróżnić utratę lodu lądowego, zmiany lodu pływającego i rozszerzalność oceanu.
Najprostsza poprawna reguła
Jeśli lód już pływa, większość jego przyszłej objętości w oceanie została „uwzględniona” przez wyporność. Jeśli lód leży na lądzie, jego woda jest jeszcze poza oceanem. Ta zasada jest znacznie lepsza niż zdanie „topnienie lodu podnosi poziom morza”, bo od razu zmusza do pytania: którego lodu i gdzie?
Jeszcze subtelniejszy przypadek dotyczy lodu pływającego, który wcześniej znajdował się na lądzie. Gdy lodowiec przekracza linię osiadania i zaczyna unosić się jako szelf, od tego momentu jego dalsze topnienie ma mały bezpośredni efekt wypornościowy. Jednak przejście lodu z części podpartej podłożem do pływającej już wcześniej wiąże się z utratą masy lądowej dla bilansu poziomu morza. Dlatego badacze śledzą położenie linii osiadania, prędkość lodowców i zmianę masy całego lądolodu, zamiast klasyfikować zdjęcie tylko jako „lód na morzu”. W dodatku szelfy działają jak mechaniczne podpory ograniczające przepływ lodu z wnętrza. Ich przerzedzenie może przyspieszać zrzut lodu lądowego, nawet jeśli sam szelf po stopieniu prawie nie podnosi poziomu wody bezpośrednio.