Med värmande klimat, sommarens havsis i Arktis har krympt snabbt, och sträcker sig nu konsekvent över mindre än hälften av det område det gjorde i början av 1980-talet. Detta väcker frågan:om detta håller i sig, i framtiden kommer havsisen året runt – och de varelser som behöver den för att överleva – att finnas kvar någonstans?

En ny studie tar upp denna fråga, och resultaten är skrämmande. Studien riktar sig till en region på 1 miljon kvadratkilometer norr om Grönland och kusterna i den kanadensiska skärgården, där havsisen har varit tjockast året runt, och därmed sannolikt vara mest motståndskraftig. Den säger att under både optimistiska och pessimistiska scenarier, år 2050 kommer sommarisen i denna region att förtunnas dramatiskt. Under det optimistiska scenariot, om koldioxidutsläppen kan komma att hämmas då, lite sommaris kunde bestå i det oändliga. Dock, under det pessimistiska scenariot, där utsläppen fortsätter på sin nuvarande väg, sommarisen skulle försvinna år 2100, tillsammans med varelser som sälar och isbjörnar. Studien visas i tidskriften Jordens framtid .

"Tyvärr, det här är ett enormt experiment vi gör, " sa studiemedförfattare Robert Newton, en senior forskare vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory. "Om isen året runt försvinner, hela isberoende ekosystem kommer att kollapsa, och något nytt kommer att börja."

Forskare har funderat över ödet för arktisk havsis i årtionden. Runt 2009, forskare inklusive Newtons medförfattare Stephanie Pfirman och L. Bruno Tremblay sammansmältade först kring idén om vad de har kallat det sista isområdet – regionen där sommarisen sannolikt kommer att göra en sista ställning.

På vintern, det mesta av ishavets yta fryser, och kommer förmodligen att göra det under överskådlig framtid, även när klimatet värms upp. Is kan bli upp till en meter tjock varje vinter, och om den överlever en eller flera somrar, den kan nå flera meter. I sommar, viss smältning inträffar vanligtvis, och spridda öppna vattenområden dyker upp. Detta hjälper vindar och strömmar att bära flytande is stora avstånd i olika gyres, inklusive den övergripande Transpolar Drift, som bär is medurs från utanför Sibirien mot Grönland och Kanada. Varje år, en del is drivs ut i Nordatlanten via sund mellan Grönland och Norge. Men mycket av det drivs mot Arktis längst nordliga kuster, längs Grönland och de kanadensiska öarna. Här, upprepade inflöden av is kan bygga lager och tryckåsar så höga som 10 meter. Mycket av det kommer att finnas kvar i 10 år eller mer innan det slutligen bryter av och flyttar tillbaka.

Resultatet är ett rikt marint ekosystem. Längs kanterna och bottnen av flerårig is, fotosyntetiska kiselalger blommar och bygger upp tjocka mattor med tiden. Dessa matar små djur som lever i och nära isen, som matar fisk, som matar sälar, som matar isbjörnar. Bland annat, den tjocka, oregelbunden topografi ger gott om gömställen för sälar, och isgrottor för isbjörnar att övervintra och föda upp sina ungar. Det ger också en fristad från människor, som knappt kan navigera hit, även med isbrytare.

Historiskt sett, det mesta av isen som hamnar i Last Ice Area har kommit från kontinentalsocklarna utanför Sibirien via den transpolära driften. Sibirisk is blandar sig också med is som bildas i centrala Ishavet, som också kan resa in i det sista isområdet. Men havet bildar nu allt tunnare is, som smälter snabbare i sommarens allt öppnare vatten. När denna trend fortskrider, forskarna säger, detta kommer att svälta det sista isområdet under de närmaste decennierna. En del is kommer att fortsätta driva in från centrala Arktis, och några kommer att bildas lokalt, men ingetdera kommer att räcka för att upprätthålla nuvarande förhållanden.

Vid mitten av seklet, under forskarnas scenario med låga utsläpp, även is från centrala Arktis kommer att avta, och tjock, flerårig is kommer att bli ett minne blott; lokalt bildad sommaris kommer att finnas kvar i Last Ice Area, men bara en meter tjock. De goda nyheterna:åtminstone några sälar, björnar och andra varelser kan överleva, som de för närvarande gör under liknande sommarförhållanden längs västra Alaska och delar av Hudson Bay. De dåliga nyheterna:under scenariot med högre utsläpp, senast 2100, även den lokalt bildade isen kommer att ge upp spöket på sommaren. Det kommer inte finnas mer sommaris någonstans, och inga isberoende ekosystem.

"Detta är inte att säga att det kommer att bli ofruktbart, livlös miljö, sade Newton. "Nya saker kommer att dyka upp, men det kan ta lite tid för nya varelser att invadera." Fisk, kiselalger eller annan biota kan komma upp från Nordatlanten, men det är inte klart om de skulle kunna överleva där året runt; det kan bli varmare, men planetens rotation runt solen kommer inte att förändras, och alla nya passagerare inklusive fotosyntetiska organismer skulle behöva ta itu med den långa, solfri arktisk vinter.

Forskarna ser på den ljusa sidan. Newton säger att om världen kan göra tillräckligt med framsteg mot att bromsa kol i atmosfären under 2000-talet, regionen kan hänga kvar tillräckligt länge för att temperaturen ska börja sjunka igen, och det sista isområdet kan börja växa igen. Ett hoppfullt tecken:2019 etablerade Kanada 320, 000 kvadratkilometer Tuvaijuittuq marint skyddsområde i inuiternas territorium Nunavut, spänner över den mellersta tredjedelen av det sista isområdet. Detta skyddar mot gruvdrift, transport och annan utveckling under fem år medan Kanada överväger permanent skydd. Resten av regionen ligger inom Kanadas gruvvänliga nordvästra territorier, som hittills har motsatt sig att förklara skydd, och utanför Grönland, som hittills varit oförpliktande.

Hur som helst, om det sista isområdet ska bevaras, säger forskarna, det kommer att kräva bildandet av andra marina skyddade områden över Arktis. Detta, eftersom Ishavet och dess kuster är hem för många miljarder dollar i oljereserver och mineralfyndigheter som nickel och koppar. När sommarvattnet öppnar sig, det kommer att bli ett ökande tryck att gräva, borra och öppna transportkorridorer, och detta kan mycket väl exportera föroreningar, lägga märke till, till det sista isområdet. Redan det ryska oljebolaget Rosneft har hyresavtal på vissa områden som traditionellt har matat is till Last Ice Area.

"Utspilld olja och industri- eller jordbruksföroreningar har identifierats som potentiella faror, " skriver forskarna.

Medförfattare Stephanie Pfirman, tidigare på Lamont-Doherty, är nu vid Arizona State University; L. Bruno Tremblay är på McGill University. Studiens andra medförfattare, Patricia DeRepentigny, är vid University of Colorado, Flyttblock.