Grundfjeldet i Vestantarktis stiger overraskende hurtigt

Jorden stiger i en del af Antarktis med en af ​​de hurtigste hastigheder, der nogensinde er registreret, da is hurtigt forsvinder og vægten løftes fra grundfjeldet, en ny international undersøgelse har fundet.

Fundene, rapporteret i journalen Videnskab , have overraskende og positive konsekvenser for overlevelsen af ​​det vestantarktiske islag (WAIS), som forskere tidligere havde troet kunne være dømt på grund af virkningerne af klimaændringer.

Den uventet hurtige stigning af den stigende jord kan markant øge islagets stabilitet mod katastrofalt sammenbrud på grund af istab, siger forskere.

I øvrigt, jordens hurtige stigning i dette område påvirker også tyngdekraftsmålinger, hvilket indebærer, at op til 10 procent mere is er forsvundet i denne del af Antarktis end tidligere antaget.

Forskere ledet af forskere ved Ohio State University brugte en række på seks GPS-stationer (en del af POLENET-ANET-arrayet) knyttet til grundfjeldet omkring Amundsen Sea Embayment til at måle dens stigning som reaktion på udtynding af is.

"Hævningshastigheden" blev målt til op til 41 millimeter (1,6 tommer) om året, sagde Terry Wilson, en af ​​lederne af undersøgelsen og en professor emeritus i jordvidenskab ved Ohio State.

I modsætning, steder som Island og Alaska, som har hvad der betragtes som hurtige løftesatser, generelt måles stigende 20 til 30 millimeter om året.

"Hastighedshastigheden, vi fandt, er usædvanlig og meget overraskende. Det er en game changer, "Sagde Wilson.

Og det bliver kun hurtigere. Forskerne vurderer, at om 100 år, opløftningshastigheder på GPS -lokaliteterne vil være 2,5 til 3,5 gange hurtigere end i øjeblikket observeret.

"Disse resultater giver et vigtigt bidrag til vores forståelse af dynamikken i Jordens grundfjeld, sammen med udtynding af is i Antarktis. Den store mængde vand, der er lagret i Antarktis, har konsekvenser for hele planeten, "sagde forfatteren af ​​hovedundersøgelsen Valentina R. Barletta, der startede dette arbejde i Ohio State og nu er postdoktoralforsker ved National Space Institute (DTU Space) ved Danmarks Tekniske Universitet.

"De nye fund øger behovet for at forbedre ismodeller for at få et mere præcist billede af, hvad der vil ske i fremtiden."

Selvom modelleringsundersøgelser har vist, at opløftning af grundfjeld teoretisk set kunne beskytte WAIS mod kollaps, man mente, at processen ville tage for lang tid at få praktiske virkninger.

"Vi troede tidligere, at løft ville ske i tusinder af år i en meget langsom hastighed, ikke nok til at have en stabiliserende effekt på indlandsisen. Vores resultater tyder på, at den stabiliserende effekt kun kan tage årtier, "Sagde Wilson.

Wilson sagde, at den hurtige stigning af grundfjeldet i denne del af Antarktis tyder på, at geologien under Antarktis er forskellig fra, hvad forskere tidligere havde troet.

Under det faste øverste lag af jorden er et varmere og mere flydende lag af sten kaldet kappen. Præcis hvor varm og flydende kappen er, varierer på tværs af planeten.

Den hurtige opløftning omkring Amundsen Sea Embayment tyder på, at kappen i dette område er varmere og mere flydende (eller, som forskere siger, den har lavere viskositet) end forventet, ifølge Barletta.

Barletta kørte en række computermodeller ved hjælp af scenarier for istab gennem tiden i området for at forklare, hvordan en så hurtig opløftning kunne forekomme i dag.

Resultaterne af Barlettas modeller viste, at GPS-fundene i dag bedst kan forklares ved at have en kappe med lav viskositet, Sagde Wilson.

Det ville betyde, at grundfjeldet reagerer hurtigere, når isens vægt fjernes - hvilket er præcis, hvad GPS -resultaterne viste.

Disse nye målinger af glacial isostatisk justering (GIA), den videnskabelige betegnelse for hævning på grund af islæsning, er en vigtig del af en bredere historie om skæbnen for de antarktiske iskapper, sagde Doug Kowalewski, programdirektør for Antarctic Earth Sciences i National Science Foundation's Office of Polar Programs (OPP).

"Det observerede GIA-svar, der er fanget af POLENET-arrayet, er en størrelsesorden større end tidligere antaget. Den kommende udfordring er at koble GIA-observationer med ismodeller, "Sagde Kowalewski.

"Disse data vil have stor værdi for modelleringssamfundet, der undersøger de komplekse forhold mellem GIA, sub-ishylde havcirkulation, og i sidste ende, indlandsstabilitet. "

Den største praktiske effekt af hævningen kan være en sjælden smule gode nyheder om, hvad der sker i denne del af Antarktis som følge af klimaændringer, Sagde Wilson.

Den vestantarktiske indlandsis spiller en central rolle i havstigningen. Estimater tyder på, at denne indlandsis alene udgør en fjerdedel af den globale havstigning, der kan tilskrives forsvindende sne og is.

Nogle forskere antyder, at WAIS kan have passeret et vendepunkt, hvor istab ikke længere kan stoppes, hvilket kan være katastrofalt, Sagde Wilson. Gletsjerne der indeholder nok vand til at hæve det globale havniveau op til fire fod.

Problemet er, at meget af dette område af Antarktis ligger under havets overflade. Relativt varmt havvand er strømmet ind under bunden af ​​indlandsisen, forårsager udtynding og flytning af jordlinjen - hvor vandet, is og fast jord mødes - længere inde i landet.

Processen virkede ustoppelig, Sagde Wilson. "Men vi fandt tilbagemeldinger, der kunne bremse eller endda stoppe processen."

En vigtig feedback involverer "fastgørelsespunkter - forhøjede træk ved jorden, der stiger fra overfladen under jordlinjen, der fastgør isen til fast jord. Disse fastgørelsespunkter stiger som reaktion på jordens opløftning og kan forhindre yderligere tilbagetrækning af iskappen.

En anden feedback er sænkning af havniveauet. Massive iskapper langs havet har deres eget tyngdekraftstræk og hæver havniveauet i nærheden af ​​dem. Men når isen tynder og trækker sig tilbage, tyngdekraften aftager, og havniveauet nær kysten går ned.

"Sænkning af havniveauet, stigningen af ​​fastgørelsespunkter og faldet i indlandshældningen på grund af opløftning af grundfjeldet er alle tilbagemeldinger, der kan stabilisere indlandsisen, "Sagde Wilson.

Andre forskere havde estimeret, hvor meget jorden skulle stige for at beskytte WAIS i betragtning af en række fremtidige klimaopvarmningsscenarier.

Resultaterne af denne undersøgelse anslår, at grundfjeldet ved Pine Island Glacier -grundlinjen (som er en del af WAIS) vil have steget omkring 8 meter på 100 år. Det er cirka tre gange højere end de værdier, som andre har vist for at reducere tilbagetrækning i dette område.

"Under mange realistiske klimamodeller, dette burde være nok til at stabilisere indlandsisen, "Sagde Wilson.

Hun sagde, at mens denne undersøgelse leverer nogle potentielt gode nyheder til Amundsen Sea Embayment, det betyder ikke, at alt er godt i Antarktis.

"Antarktis fysiske geografi er meget kompleks. Vi fandt nogle potentielt positive tilbagemeldinger i dette område, men andre områder kan være forskellige og have negative tilbagemeldinger i stedet, "sagde hun. Uanset feedbacks, modeller tyder på, at WAIS vil kollapse, hvis den fremtidige globale opvarmning er stor.