Undersøgelse afdækker overraskende smeltemønstre under Antarcticas Ross Ice Shelf

ROSETTA-Ice-projektet, et tre år, multi-institutionel undersøgelse af dataindsamling af is i Antarktis, har samlet et hidtil uset syn på Ross ishylde, dets struktur og hvordan den har ændret sig over tid. I en undersøgelse offentliggjort i dag i Naturgeovidenskab , ROSETTA-Ice-teamets medlemmer beskriver, hvordan de opdagede en gammel geologisk struktur, der begrænser, hvor havvand strømmer. Opdagelsen tyder på, at lokale havstrømme kan spille en afgørende rolle i islagets fremtidige tilbagetog.

Ishylder er massive vidder af flydende is, der bremser strømmen af ​​is i Antarktis til havet. ROSETTA-Ice indsamlede data fra den massive Ross Ice Shelf, hvilket hjælper med at bremse strømmen af ​​omkring 20 procent af Antarktis jordbundne is i havet - svarende til 38 fod global havstigning. Antarktis is smelter allerede med en accelererende hastighed. At forudsige, hvordan ishylden vil ændre sig, når planeten fortsætter med at varme, kræver forståelse af de komplekse måder, hvorpå isen, ocean, atmosfære og geologi interagerer med hinanden.

For at få en bedre forståelse af disse processer, det tværfaglige ROSETTA-Ice-team nærmede sig Ross Ice Shelf meget som opdagelsesrejsende, der besøgte en ny planet for første gang. Teamet stod over for den centrale udfordring, hvordan man indsamler data fra en region på størrelse med Spanien, og hvor is, der ofte er mere end tusinde fod tyk, forhindrer mere traditionelle skibsbaserede undersøgelser af havbunden. Løsningen var IcePod, et første system af sin art designet til at indsamle data i høj opløsning på tværs af polarområderne. IcePod blev udviklet ved Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory og monteret på et fragtfly. Dens instrumenter måler ishøjde, tykkelse og indre struktur, og magnetisk og tyngdekraftsignal fra den underliggende sten.

Hver gang teamet fløj hen over ishylden, IcePods magnetometer (som måler Jordens magnetfelt) viste et fladt og næsten uforanderligt signal. Det er, indtil halvvejs over ishylden, da instrumentet blev levende, viser store variationer, meget gerne hjerteslag på et kardiogram. Da teamet kortlagde deres resultater, det blev klart, at dette "hjerteslag" altid optrådte midt på ishylden, identifikation af et tidligere umappet segment af den geologiske grænse mellem Øst- og Vestantarktis.

Holdet brugte derefter IcePods målinger af Jordens tyngdekraftsfelt til at modellere havbundens form under ishylden. "Vi kunne se, at den geologiske grænse gjorde havbunden på den østantarktiske side meget dybere end Vesten, og det påvirker den måde, havvandet cirkulerer under ishylden, "forklarede Kirsty Tinto, forskeren Lamont, der ledede alle tre feltekspeditioner og er hovedforfatter af undersøgelsen.

Ved hjælp af det nye kort over havbunden under ishylden, holdet kørte en model for havcirkulation og dens virkning på ishyldesmeltning. Sammenlignet med Amundsenhavet mod øst, hvor varmt vand krydser kontinentalsoklen for at forårsage hurtig smeltning af ishylderne, lidt varmt vand når Ross Ice Shelf. I Rosshavet fjernes varmen fra det dybe hav af den kolde vinteratmosfære i et område med åbent vand, kaldet Rosshylden Polynya, før den flyder under ishylden. Modellen viste, at dette kolde vand smelter dybere dele af østantarktiske gletschere, men den styres væk fra den vestantarktiske side af dybdeændringen ved den gamle tektoniske grænse.

I et overraskende twist, imidlertid, teamet fandt ud af, at polynya også bidrager til et område med intens sommersmeltning langs ishyldens forkant. Denne smeltning blev bekræftet i radarbillederne af ishyldens indre struktur. "Vi fandt ud af, at istabet fra Ross ishylde og strømmen af ​​den tilstødende jordbundne is er følsom over for ændringer i processer langs isfronten, såsom øget sommeropvarmning, hvis havis eller skyer falder, "sagde Laurie Padman, medforfatter og seniorforsker ved Jord- og rumforskning.

Samlet set, resultaterne indikerer, at modeller, der bruges til at forudsige antarktisk istab i fremtidige klimaer, skal overveje at ændre lokale forhold nær isfronten, ikke kun de store ændringer i cirkulationen af ​​varmt dybt vand. "Vi fandt ud af, at det er disse lokale processer, vi skal forstå for at kunne forudsige lyd, "sagde Tinto.