Hvorfor tungen på Pine Island Glacier pludselig krympede

Pine Island-gletsjeren i det vestlige Antarktis er ikke kun en af ​​de hurtigst strømmende isstrømme på den sydlige halvkugle; gennem de seneste 11 år, fire store isbjerge har kælvet fra dens flydende tunge. I februar 2017 forskere om bord på den tyske forsknings-isbryder Polarstern kortlagde med succes et område af havbunden, der tidligere var dækket af hyldeis. En sammenligning af disse nye kort med satellitbilleder af isstrømmen afslører, hvorfor gletsjeren pludselig trak sig tilbage mod kysten:På vigtige punkter, den havde mistet kontakten med jorden, som eksperterne rapporterer i online-tidsskriftet Kryosfæren , et tidsskrift fra European Geosciences Union.

Med en strømningshastighed på fire kilometer om året, Det vestlige Antarktis Pine Island Glacier er en af ​​de hurtigst strømmende isstrømme på den sydlige halvkugle. Sammen med sine nabogletsjere, hvert år transporterer den op til 50 kilometer brede isstrøm mere end 300 gigatons is fra baglandet til Amundsenhavet, og er ansvarlig for mellem fem og ti procent af den globale havstigning. Forskere har allerede identificeret årsagen til dette hurtige tab af is:siden 1940'erne, varme vandmasser, som forgrener sig fra den antarktiske cirkumpolære strøm, har fundet vej under den flydende del af gletsjeren, smelter det, der omtales som dens ishylde nedefra. Som resultat, istungen, som i øjeblikket er ca. 55 kilometer lang, har mistet cirka 5,3 meters tykkelse om året i det sidste kvart århundrede.

Når det er sagt, det, der forblev uklart, var hvorfor, på trods af denne vedvarende smeltning, Pine Island Glaciers kælvningsfront havde knap trukket sig tilbage siden begyndelsen af ​​observationen i 1947. Så i 2015, en kalvning begivenhed flyttede kanten af ​​ishylden 20 kilometer nærmere kysten og reducerede den flydende istunges samlede areal til cirka 470 kvadratkilometer.

"Retningen og hastigheden af ​​en given gletscherstrøm afhænger hovedsageligt af topografien af ​​jorden under den. Men for de fleste ishylder i Antarktis, vi ved meget lidt om egenskaberne ved den underliggende havbund. Som sådan, vores Polarstern -ekspedition i februar 2017 var en hidtil uset mulighed for at kortlægge 370 kvadratkilometer af et område, der tidligere stort set havde været dækket af Pine Island Glacier's ishylde, "siger første forfatter Dr. Jan Erik Arndt fra Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar- og Havforskning (AWI) i Bremerhaven. Ved hjælp af multistråle ekkolod, Arndt og hans kolleger var i stand til præcist at kortlægge havbunden.

Ubådsbjerge holdt isen tilbage

De nye kort over havbunden i Pine Island Bay, som overvejende er 800 til 1, 000 meter dyb, afsløre en tidligere ukortlagt ubådsrygg og to bjerge, hvis toppe når op til en vanddybde på 370 meter. Pine Island Glaciers mere end 400 meter tykke ishylde må have været bundet på højderyggen i flere årtier, som satellitbillederne af gletsjeren indsamlet af forskerne – helt tilbage til 2002 – bekræfter. På de ældre billeder, stigninger i isens overflade kan identificeres på netop de punkter, hvor toppene af højderyggen er direkte under ishylden. "Men efter 2006, disse vartegn er ingen steder at se. Til den tid, ishylden må have smeltet så omfattende nedefra, at den enten var for let til at give aftryk på isens overflade, eller indlandsisen må allerede have mistet kontakten med bjergene under den, " siger medforfatter Dr. Karsten Gohl fra AWI.

Når en ishylde mister kontakt med sådanne forhindringer (kendt som "pinning points"), isstrømmen reagerer, som om nogen pludselig havde sluppet en kæmpe bremse. Med intet tilbage til at stoppe dem, ismasserne flyder hurtigt ud til havet – det er i hvert fald teorien. Ved at bruge tidsserien af ​​satellitbilleder for Pine Island Glacier, forskerne var nu i stand til at teste denne afhandling trin for trin. Til deres store overraskelse, i processen fastslog de, at ubådshøjder ikke kun stabiliserer ishylder som gigantiske bremser; i nogle tilfælde, disse bjerge kan også starte kalvningsbegivenheder - f.eks. når kælvningsfronten går frem, får den til at styrte ind i et bjerg med fuld kraft.

Det må være det, der skete under en kælvningsbegivenhed i 2007. Som satellitbillederne viser, dengang kolliderede kanten af ​​Pine Island Glaciers ishylde med et af de nyopdagede bjerge, ramte den så hårdt, at der dannedes sprækker i isens overflade. Da en af ​​revnerne endelig blev for stor, hele ishyldens forside brækkede af.

Historien lignede, om end mindre dramatisk, med isbjerget, der kælvede i 2015, brækkes i flere stykker blot et par uger senere. Det største stykke blev fanget på den undersøiske højderyg i næsten et år, dreje med uret igen og igen, indtil kombinationen af ​​havstrømme, vind og afsmeltning brød det løs. Forskerne antager, at ligesom i 2007, ishyldens gentagne kontakt med højderyggen er det, der i sidste ende førte til kælvningsbegivenheden.

Ishylden har nu fået fodfæste igen

"Den cirka 50 kilometer lange kant af Pine Island Glacier's ishylde løber i øjeblikket mellem en ø mod nord og en anden gletscher mod syd, som endnu en gang giver isen en smule støtte, " siger Jan Erik Arndt. Hvis smeltningen på undersiden fortsætter, på et tidspunkt kan processen gøre ishylden så tynd, at den bliver ustabil; imidlertid, som forskerne rapporterer, med istykkelsen på ca. 400 meter ved kælvningsfronten, vi er endnu ikke nået til det punkt.

De batymetriske kort over havbunden i Pine Island Bay og resultaterne af billedanalyserne kan nu indlæses i computermodeller af den vestantarktiske iskappe, hjælper med at producere mere nøjagtige simuleringer.