DANDAMALIN ƘANƘARA MAI TUNAWA

A kewayen Antarctica, babban lulluɓin ƙanƙara (ice sheet) ba ya tsayawa a bakin teku. Yana kwarara zuwa kan teku a matsayin dandamali masu iyo, dandamalin ƙanƙara (ice shelves), waɗanda teku ke cinyewa daga ƙasa. A cewar marubutan, dandamalin ƙanƙara da suka yi sirara na iya barin ƙanƙarar da ke kan ƙasa a bayansu ta zame cikin teku da sauri, tana ƙara hauhawar matakin teku.

Abin da ke cike sararin da ke ƙarƙashin dandamalin ƙanƙara, wato kogonsa (cavity), shi ne ke kawo babban bambanci. Wasu kogwanni suna ɗauke da ruwan sanyi, kusan −2 °C (ruwan gishiri yana daskarewa ƙasa da 0 °C), wanda aka samar a saman teku a matakin daskarewa: ƙanƙararsu tana narkewa a hankali. Wasu kuma ruwan zurfi mai ɗumi, kusan 1 °C, yana mamaye su, yana kwarara daga buɗaɗɗen teku: a can, narkewa tana da sauri. Ko kogo zai iya juyawa daga sanyi zuwa ɗumi, da kuma komawa, ana muhawara a kai: wasu bincike sun gano irin wannan juyawa na dindindin ne, wasu kuma mai juyuwa.

Masana’antar gishiri a gaban ƙanƙara

Ruwan sanyin yana fitowa daga polynyas na bakin teku (coastal polynyas): shimfiɗar buɗaɗɗen teku, babu ƙanƙarar teku, daidai a gaban dandamalin ƙanƙara. Iska tana tura ƙanƙarar teku zuwa cikin teku, ruwan da ya bayyana yana rasa zafi ga iska mai daskarewa, kuma sabuwar ƙanƙarar teku tana samuwa a can da sauri fiye da ko’ina. Ruwan teku da ke daskarewa yana barin gishirinsa a baya. Ruwan saman yana ƙara nauyi kuma, idan hakan ya yi ƙarfi sosai, yana nutsewa ya gauraya ruwan har zuwa ƙasan teku: wannan gaurayawa mai zurfi (deep convection) tana tura ruwan sanyi cikin kogon.

Samfurin dandamalin ƙanƙara a cikin mashigar ruwa mai tsawon kilomita 250

Louis Saddier da abokan aikinsa, a Lyon da Canberra, ba su yi samfurin wani dandamalin ƙanƙara na gaske ba. Da manhajar teku NEMO, sun gina wani wanda aka sauƙaƙa (idealised): mashigar ruwa mai tsawon km 250 da faɗin km 50, ƙasan teku shimfiɗaɗɗe mai zurfin m 600, dandamalin ƙanƙara mai tsawon km 100 da gindi madaidaici mai gangara kuma, a can ƙarshe, buɗaɗɗen teku da aka riƙe a tsayayyen zafi da gishiri (salinity). Daidai a gaban ƙanƙarar, saman teku yana karɓar gishiri, yana kwaikwayon polynya. Wannan kwararar gishiri (salt flux) ita ce babban maɓallin daidaitawa.

Sauƙi yana ba da lokaci. Daga kogo mai ɗumi, tawagar ta ɗaga kwararar gishirin da gram 0.005 a kowace murabba’in mita a kowace daƙiƙa — bisa juyin lissafin marubutan, gishirin da kusan mita 5 na sabuwar ƙanƙarar teku a shekara ke bari — kowace shekara 10, daga sifili zuwa 0.075. Daga kogo mai sanyi, sun rage shi ta hanya iri ɗaya. Kowace hanya ta ƙunshi matakai 16 da shekaru 160 na kwaikwayo. Da gangan aka sa ƙimar mafi girma ta zama matsananciya: polynya mafi aiki da marubutan suka ambata, Cape Darnley, tana kaiwa kusan 0.03 (wajen mita 30 na ƙanƙarar teku a shekara).

Polynya ɗaya, teku biyu masu yiwuwa

Idan ruwan zurfi na cikin teku yana 0 °C ko ƙasa da haka, narkewa tana sauyawa a hankali kuma hanyar hawa ta yi daidai da hanyar sauka. A 1 °C ko 2 °C, kogon yana juyawa farat ɗaya, cikin ’yan shekaru, kuma hanyoyin biyu ba sa daidaita:

• A 1 °C, kogo mai ɗumi yana zama mai sanyi da zarar kwararar gishiri ta kai kusan 0.04. Kogo mai sanyi yana sake zama mai ɗumi ne kawai idan kwararar ta sauka zuwa kusan 0.02, rabin haka.
• A 2 °C, sauyawa zuwa sanyi tana jira har zuwa kusan 0.06, yayin da hanyar komawa har yanzu tana faruwa kusa da 0.02. Tagar (window), wato kewayon kwararar gishiri da kowane yanayi zai iya dorewa a cikinsa, tana faɗaɗa.
• A tsakani, polynya ɗaya na iya riƙe kowane yanayi, da matsakaicin saurin narkewa da ya ninka sau da yawa a yanayin ɗumi. Masana ilimin kimiyyar lissafi (physics) suna kiran wannan yanayi biyu masu dorewa (bistability); kasancewar hanyar komawa ta bambanta da hanyar fita kuma hysteresis ne.

Ruwan narkewa da ke kulle ƙofa

Me yasa teku ke tunawa? Ta hanyar ruwan narkewarsa. Kogo mai ɗumi yana narkar da ƙanƙara mai yawa. Ruwan narkewa mai sauƙi, mara gishiri, yana bazuwa kusa da saman kuma yana hana ruwan polynya nutsewa, don haka kogon yana ci gaba da zama mai ɗumi ko da gishiri yana ƙaruwa. Kogo mai sanyi yana narkar da kaɗan, gaurayawa tana zuwa cikin sauƙi, kuma yana ci gaba da zama mai sanyi ko da gishiri yana raguwa.

Wannan zagayen tasiri (feedback) yana buƙatar tarko. A cikin samfurin, wani gyre, wato igiyar ruwa mai juyawa a hankali, yana riƙe ruwan narkewa a gaban ƙanƙarar. A sa bangayen gefen mashigar su zama marasa gogayya (frictionless) sai wannan gyre ya ba da wuri ga guda babba wanda ke ɗauke ruwan narkewa zuwa buɗaɗɗen teku: sauyin yana zama a hankali kuma mai juyuwa gaba ɗaya. Teku na waje da ya fi rarrabuwa a layuka (layered) shima yana rage tagar har sai ta ɓace. Ɗaga ko rage ɗanƙo na kwance (horizontal viscosity) sau biyar, wata gogayya ta ciki da masu samfuri ke saitawa da ƙarancin ƙayyadaddun sharuɗɗa, shima yana ƙunshe tagar. A cewar marubutan, wannan na iya bayyana dalilin da yasa bincike na baya suka saɓa.

Ku kalli thermocline, ba narkewa ba

Sauyin yana da alama bayyananniya: thermocline, iyakar da ke tsakanin layin sanyi da aka gauraya a sama da layi mai ɗumi a ƙasa. Kogon yana zama mai sanyi daidai lokacin da layin da aka gauraya ya kai ƙasan teku, kuma mai ɗumi kuma lokacin da thermocline ya ɗago daga gare shi. Kafin sauyawa zuwa sanyi, zurfin thermocline yana ƙara rawa; kafin komawa zuwa ɗumi, ruwan zurfi mai ɗumi yana ƙara kutsawa ciki akai-akai. Saurin narkewa shi kansa bai ba da wani gargaɗi mai amfani ba.

Narkewa ma tana bin dokoki biyu: kusan murabba’i (square) na yawan zafin ruwan waje sama da wurin daskarewa na wurin (−2.33 °C) a yanayin ɗumi, daidai gwargwado (proportion) kawai a yanayin sanyi. Dabarun dokar murabba’i da aka saba amfani da su don ƙiyasta narkewa daga yanayin teku na waje ba lallai ne su yi aiki koyaushe ba.

Babu iska, babu ƙasan teku na gaske

Mashigar ta bar ramukan ƙasan teku, iska, haɗi da ƙanƙarar teku, gefen tudun nahiya (continental shelf) da ruwan narkewa daga dandamalin ƙanƙara makwabta. Marubutan sun lura cewa dandamalin ƙanƙara na gaske kamar Pine Island, Amery da Filchner suna da gyres kusa da gabansu, wanda zai iya sa su fi saurin fuskantar sauye-sauye marasa juyuwa. A cikin samfurin, matakan shekaru goma sun isa don cikakken sauyi; tsawon lokacin da kogo na gaske zai ɗauka, binciken ya bar shi a buɗe.