Hvordan solvarme driver hurtig smeltning af dele af Antarktis største ishylde

Havet, der omgiver Antarktis, spiller en afgørende rolle i reguleringen af ​​massebalancen af ​​kontinentets isdække. Vi ved nu, at den udtynding af is, der påvirker næsten en fjerdedel af den vestantarktiske iskappe, er klart forbundet med havet.

Forbindelsen mellem det sydlige ocean og Antarktis iskappe ligger i ishylder - massive plader af gletsjeris, mange hundrede meter tyk, der flyder på havet. Ishylder maler mod kyster og øer og støtter udstrømningen af ​​jordet is. Når havet eroderer ishylderne nedefra, denne støttevirkning reduceres.

Mens nogle ishylder bliver hurtigt tyndere, andre forbliver stabile, og nøglen til at forstå disse forskelle ligger i de skjulte oceaner under ishylderne. Vores nyligt offentliggjorte forskning udforsker havprocesserne, der driver smeltningen af ​​verdens største ishylde. Det viser, at en ofte overset proces driver en hurtig smeltning af en vigtig del af hylden.

Havfingeraftryk på indlandsisen smelter

Hurtigt istab fra Antarktis er ofte forbundet med Circumpolar Deep Water (CDW). Denne relativt varme (+1C) og salte vandmasse, som findes på dybder under 300 meter omkring Antarktis, kan drive hurtig smeltning. For eksempel, i det sydøstlige Stillehav, langs Vestantarktis Amundsenhavets kyst, CDW krydser kontinentalsoklen i dybe kanaler og kommer ind i ishyldens hulrum, driver hurtig smeltning og udtynding.

Interessant nok, ikke alle ishylder smelter hurtigt. De største ishylder, inklusive de store Ross og Filchner-Ronne ishylder, synes tæt på ligevægt. De er stort set isoleret fra CDW af det kolde vand, der omgiver dem.

De kontrasterende virkninger af CDW og koldt hyldevand, kombineret med deres distribution, forklare meget af variationen i den afsmeltning, vi observerer omkring Antarktis i dag. Men på trods af igangværende bestræbelser på at undersøge ishyldens hulrum, disse skjulte have forbliver blandt de mindst udforskede dele af Jordens oceaner.

Det er i denne sammenhæng, at vores forskning udforsker et nyt og hårdt tilkæmpet datasæt af oceanografiske observationer og smeltehastigheder fra verdens største ishylde.

Under Ross Ice Shelf

I 2011 vi brugte et 260 meter dybt borehul, der var blevet smeltet gennem det nordvestlige hjørne af Ross Ice Shelf, syv kilometer fra det åbne hav, at indsætte instrumenter, der overvåger havets forhold og smeltehastigheder under isen. Instrumenterne forblev på plads i fire år.

Observationerne viste, at langt fra at være et stille bagvand, forholdene under ishylden ændrer sig konstant. Vandtemperatur, saltholdighed og strøm følger en stærk sæsoncyklus, hvilket tyder på, at varmt overfladevand fra nord for isfronten trækkes sydpå ind i hulrummet om sommeren.

Smeltehastigheder på fortøjningsstedet er i gennemsnit 1,8 meter om året. Selvom denne hastighed er meget lavere end ishylder påvirket af varmt CDW, det er ti gange højere end gennemsnitsraten for Ross Ice Shelf. Stærk sæsonvariation i smeltehastigheden tyder på, at dette smeltende hotspot er knyttet til sommertilstrømningen.

For at vurdere omfanget af denne effekt, vi brugte en højpræcisionsradar til at kortlægge basalsmeltehastigheder i et område på omkring 8, 000 kvadratkilometer rundt om fortøjningspladsen. Omhyggelige observationer på omkring 80 steder gjorde det muligt for os at måle den lodrette bevægelse af isbasen og de indre lag inden for ishylden over et års interval. Vi kunne så bestemme, hvor meget af udtyndingen, der var forårsaget af basal afsmeltning.

Afsmeltningen var hurtigst nær isfronten, hvor vi observerede kortsigtede smeltehastigheder på op til 15 centimeter om dagen - adskillige størrelsesordener højere end ishyldens gennemsnitlige hastighed. Smeltehastigheder reduceret med afstanden fra isfronten, men hurtig afsmeltning strakte sig langt ud over fortøjningsstedet. Afsmeltning fra undersøgelsesregionen udgjorde omkring 20 % af den samlede mængde fra hele ishylden.

Det større billede

Hvorfor smelter denne region af hylden så meget hurtigere end andre steder? Som det så ofte er tilfældet i havet, det ser ud til, at vinden spiller en nøglerolle.

Om vinteren og foråret, stærke katabatiske vinde fejer hen over den vestlige Ross-ishylde og driver havis fra kysten. Dette fører til dannelsen af ​​et område, der er fri for havis, et polynya, hvor havet er udsat for atmosfæren. Om vinteren, dette område med åbent hav afkøles hurtigt, og havis vokser. Men i løbet af foråret og sommeren, den mørke havoverflade absorberer varme fra solen og opvarmer, danner et varmt overfladebassin med tilstrækkelig varme til at drive den observerede afsmeltning.

Selvom de smeltehastigheder, vi observerer, er langt lavere end dem, der ses på ishylder påvirket af CDW, observationerne tyder på, at for Ross Ice Shelf, overfladevarme er vigtig.

Da denne varme er tæt forbundet med overfladeklimaet, det er sandsynligt, at de forudsagte reduktioner i havis inden for det kommende århundrede vil øge de basale smeltehastigheder. Mens den hurtige afsmeltning, vi observerede, i øjeblikket balanceres af isindstrømning, gletsjermodeller viser, at dette er et strukturelt kritisk område, hvor ishylden er fastgjort mod Ross Island. Enhver stigning i smeltehastigheder kan reducere støtte fra Ross Island, øge udledningen af ​​landbaseret is, og i sidste ende øge havniveauet.

Selvom der stadig er meget at lære om disse processer, og yderligere overraskelser er sikre, en ting er klar. Havet spiller en nøglerolle i dynamikken i Antarktis indlandsis, og for at forstå indlandsisens stabilitet, må vi se på havet.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.