Hvad sker der, hvis den antarktiske iskappe bliver destabiliseret?

Phil Bart har rejst til Antarktis syv gange siden slutningen af ​​1980'erne - en bedrift, som meget få kan sige. Tredive år er et mikroskopisk blip på en geologisk tidsskala, og selvom kontinentets isdække kan synes at være stabilt, der er løbende ændringer, der har påvirket det iskolde landskab i de seneste årtier.

Marine geologer, ligesom Bart, som er professor i College of Science's Institut for Geologi og Geofysik, studere mønstre og tidsrammer for tidligere ændringer i indlandsisens konfigurationer. I den korte ende af spektret, disse palæo-ændringer spænder over årtier til århundreder, men i den lange ende, de sidste storstilede glaciale udsving af iskapper fandt sted over en klimacyklus på hundrede tusinde år.

Nylige undersøgelser af Bart og andre har vist, at selv i løbet af disse langsigtede svingninger, pludselige katastrofale ændringer kan forekomme. For yderligere at forstå, hvad der sker under Antarktis havlandskab, Bart er for nylig blevet tildelt $748, 819 fra National Science Foundation. Hans enkeltforfattede forskningsforslag har til formål at undersøge to grundlæggende spørgsmål vedrørende Ross Bank, en stor, lavvandet ubådsbank i den centrale del af kontinentets Rosshav, over de næste 4 år.

"Var Ross ishylde tidligere fastgjort til Ross Bank? Og i så fald hvordan, hvornår, og hvorfor løsnede Ross Ice Shelf sig fra bredden?" spurgte han. "Disse spørgsmål er afgørende for at forstå indlandsisens stabilitet, især lige nu, i en verden, hvor vi ser temmelig dramatiske klimaændringer." Phil Bart ser på data.

Ishylder er tykke - nogle gange så tykke som 1, 000 meter, eller 3, 300 fod - ophængte platforme af is, der dannes, når is fra en gletsjer i indlandet flyder ned til havet. De omgiver omkring 75 procent af Antarktis kystlinje og dækker et område på mere end 1,5 millioner kvadratkilometer, eller lidt over 579, 000 kvadrat miles.

Fastgøringspunkter er, hvor ishylden fysisk rører havbunden, ofte knyttet til en bank eller en ø. Fastgørelsespunkterne hjælper med at sikre, at Antarktis fastland forbliver en bestemt geografisk størrelse og volumen. Men når frigørelse sker, iskapper bliver mere tilbøjelige til hurtigere strømning og sammentrækning. Dette kan betyde tilbagevenden af ​​isvolumen til det globale hav, hvilket igen får havniveauet til at stige.

I januar 2021 i australsk sommer, Bart vil tilbringe omkring 30 dage på havet i de antarktiske farvande for at indsamle geologiske og geofysiske data. Disse data inkluderer multibeam skår-batymetri, høj opløsning seismisk refleksion, sedimentkerneprøver og havbundsfotografier. Bart vil blive ledsaget af sit hold, som vil bestå af flere kandidat- og bachelorstuderende fra LSU.

Op til turen, han og hans studerende vil besøge Marine and Geology Repository, som ligger ved Oregon State University i Corvallis for at prøve og analysere arkiverede kerner fra Ross Bank og tilstødende trugbassinområder. Disse analyser vil hjælpe med at bestemme dataindsamlingsbeslutninger på området.

Før Bart, få forskere har udelukkende fokuseret på indlandsisens palæo-pinningspunkter. Ikke alene vil hans undersøgelse give et bedre indblik i, hvordan iskapper opfører sig, det vil give en klarere tidsramme for de ændringer, der sker i miljøer over hele verden.

"Hvis du varmer en gryde vand op, det begynder ikke bare med det samme at koge. Det tager måske fem minutter, " sagde han. "I tilfælde af en planet, hvis havet er varmt nok til at smelte under isen, og atmosfæren er varm nok til at smelte isens overflade, de to ting vil forårsage ændringer.

"Og de 'fem minutter' i dette tilfælde kan vare et par århundreder, før der sker betydelige effekter. Så, det er måske ikke i vores levetid, men det vil være i nogens levetid. Antarktis-forskere er bekymrede, fordi der er en aktuel acceleration i ishyldens smeltning i flere regioner af Antarktis."

Selvom voksning og aftagelse af iskapper er en del af en aktiv klimacyklus, i de sidste 30 år har videnskabsmænd observeret en række usædvanlige ishylde kollapser. Især varmere farvande trænger sig hyppigere ind end før, påvirker ishyldernes undersøiske overflader. Varmere luft smelter også ishyldens udsatte overflade, danner damme af smeltevand, som risler ned gennem sprækker i isen, eroderer det væk fra alle vinkler.

I dag, Ross Ice Shelf dækker et område så stort som Texas, men Bart ved fra tidligere forskning, at ishylden var meget større i den relativt nyere geologiske fortid, da den må have været jordet til Ross Bank. Siden frigørelsen, kælvningen – det pludselige udbrud af en ismasse fra en gletsjer eller ishylde – foran Ross Ice Shelf er trukket sig mere end 200 kilometer tilbage, eller lidt over 124 miles. De hidtil genererede radiocarbondatoer indikerer, at frigørelsen og tilbagetrækningen kan være sket så sent som for omkring 350 år siden. Og Bart vil gerne forstå, hvordan og hvorfor frigørelsen sker. Bart bruger 30 dage på en båd i Antarktis Rosshavet for at indsamle data.

"For at forstå det store billede af, hvordan iskapperne kan svinge i fremtiden, vi er nødt til at forstå, hvordan denne del af Jordens klimasystem har svinget i fortiden, " sagde Bart. "Resultaterne af denne nye undersøgelse fokuserer på en vigtig forudgående frigørelse af Ross Ice Shelf fra Ross Bank. Cirka 30 procent af indlandsstrømmen konvergerer til Rosshavet. Dermed, dataene om en paleo-løsnelse fra Ross Sea burde give meget detaljeret indsigt i, hvordan og hvorfor sådanne hændelser opstår, samt hvordan indlandsisen og ishyldens strømning efterfølgende reorganiseres."

Der er fastgørelsespunkter, som dem i Rosshavet, hele Antarktis, så hvad sker der, hvis alle ishylderne bliver frigjort og sender kontinentet ind i en tilstand af ustabilitet?

Hypotetisk set, hvis alle de antarktiske iskapper skulle smelte, havniveauet ville stige mere end 60 meter, eller 180 fod. En stor del af Louisiana ville befinde sig under vandet, ligesom Florida og alle andre kystområder.

"Løsningen fra Ross Bank, efterlod kun to fastgørelsespunkter, Ross- og Roosevelt -øerne, som stabiliserer udstrækningen af ​​Ross-ishylden. Deres frigørelse ville være ødelæggende for stabiliteten i denne store sektor af indlandsisen. "

Men Bart siger, at det er vigtigt at huske på, at dette ikke vil ske på kort sigt. "Med en enorm mængde is, der skulle være en enorm overførsel af energi for at smelte et så stort volumen, " sagde Bart. "Måske sker det ikke i vores levetid, men vi kan ikke udelukke det stærke geologiske bevis på, at selv i den relativt nye geologiske fortid, der har været store dele af isen, der er gået i opløsning og trukket sig tilbage."