Antarktis ishylde synger, mens vinden pisker hen over dens overflade

Vinde, der blæser hen over sneklitter på Antarktis Ross Ice Shelf, får den massive isplades overflade til at vibrere, at producere et næsten konstant sæt seismiske "toner", som videnskabsmænd potentielt kunne bruge til at overvåge ændringer i ishylden på afstand, ifølge ny forskning.

Ross Ice Shelf er Antarktis største ishylde, en plade af glacialis på størrelse med Texas, fodret fra det iskolde kontinents indre, der flyder på toppen af ​​det sydlige ocean. Ishylden støtter tilstødende iskapper på Antarktis fastland, hæmmer isstrømmen fra land til vand, som en prop i en flaske.

Når ishylderne kollapser, is kan flyde hurtigere fra land og ud i havet, som kan hæve havniveauet. Ishylder overalt i Antarktis er blevet tyndere, og i nogle tilfælde bryde op eller trække sig tilbage, på grund af stigende hav- og lufttemperaturer. Tidligere observationer har vist, at antarktiske ishylder kan kollapse pludseligt og uden tydelige advarselstegn, hvilket skete, da Larsen B-ishylden på den antarktiske halvø brat kollapsede i 2002.

For bedre at forstå de fysiske egenskaber af Ross Ice Shelf, forskere begravede 34 ekstremt følsomme seismiske sensorer under dens sneklædte overflade. Sensorerne gjorde det muligt for forskerne at overvåge ishyldens vibrationer og studere dens struktur og bevægelser i over to år, fra slutningen af ​​2014 til begyndelsen af ​​2017.

Ishylder er dækket af tykke tæpper af sne, ofte flere meters dybde, der er toppet med massive sneklitter, som klitter i en ørken. Dette snelag fungerer som en pels for den underliggende is, isolere isen nedenfor mod opvarmning og endda smeltning, når temperaturen stiger.

Da forskerne begyndte at analysere seismiske data på Ross Ice Shelf, de lagde mærke til noget mærkeligt:​​Dens pels vibrerede næsten konstant.

Da de så nærmere på dataene, de opdagede vinde, der piskede hen over de massive sneklitter, fik indlandsisens snedække til at buldre, som bankende af en kolossal tromme. Hør indlandsisens "sang" her.

De bemærkede også, at tonehøjden af ​​denne seismiske brummen ændrede sig, når vejrforholdene ændrede snelagets overflade. De fandt, at isen vibrerede ved forskellige frekvenser, når stærke storme omarrangerede sneklitterne, eller når lufttemperaturerne ved overfladen gik op eller ned, hvilket ændrede, hvor hurtigt seismiske bølger rejste gennem sneen.

"Det er lidt som om du blæser i fløjte, konstant, på ishylden, " sagde Julien Chaput, en geofysiker og matematiker ved Colorado State University i Fort Collins og hovedforfatter af den nye undersøgelse offentliggjort i dag i Geofysiske forskningsbreve , et tidsskrift fra American Geophysical Union.

Ligesom musikere kan ændre tonehøjden på en tone på en fløjte ved at ændre, hvilke huller luften strømmer igennem, eller hvor hurtigt den strømmer, vejrforholdene på ishylden kan ændre frekvensen af ​​dens vibrationer ved at ændre dens klitlignende topografi, ifølge Chaput.

"Enten ændrer du sneens hastighed ved at opvarme eller afkøle den, eller du ændrer, hvor du blæser på fløjten, ved at tilføje eller ødelægge klitter, " sagde han. "Og det er i bund og grund de to tvingende virkninger, vi kan observere."

Brummen er for lav i frekvens til at være hørbar for menneskelige ører, men de nye resultater tyder på, at forskere kunne bruge seismiske stationer til løbende at overvåge forholdene på ishylderne i næsten realtid. At studere vibrationerne i en ishyldes isolerende snejakke kunne give forskerne en fornemmelse af, hvordan den reagerer på skiftende klimaforhold, ifølge Douglas MacAyeal, en glaciolog ved University of Chicago, der ikke var forbundet med det nye studie, men skrev en kommentar om resultaterne, der også blev offentliggjort i dag i Geofysiske forskningsbreve .

Ændringer i ishyldens seismiske brummen kunne indikere, om der dannes smeltedamme eller sprækker i isen, hvilket kan indikere, om ishylden er modtagelig for at bryde op.

"Reaktionen fra ishylden fortæller os, at vi kan spore ekstremt følsomme detaljer om den, " sagde Chaput. "Dybest set, det, vi har på hånden, er et værktøj til at overvåge miljøet, virkelig. Og dens indvirkning på ishylden."