Antarktiske isklipper bidrager muligvis ikke til havniveaustigningen så meget som forudsagt

Antarktis iskappe strækker sig over tæt på det dobbelte af arealet af det sammenhængende USA, og dens landgrænse er understøttet af massive, flydende ishylder, der strækker sig flere hundrede kilometer ud over det kolde vand i det sydlige ocean. Når disse ishylder kollapser i havet, de afslører tårnhøje klipper af is langs Antarktis kant.

Forskere har antaget, at isklipper højere end 90 meter (omkring højden af ​​Frihedsgudinden) hurtigt ville kollapse under deres egen vægt, bidrager til mere end 6 fods havniveaustigning i slutningen af ​​århundredet - nok til fuldstændig at oversvømme Boston og andre kystbyer. Men nu har MIT-forskere fundet ud af, at netop denne forudsigelse kan være overvurderet.

I et papir offentliggjort i dag i Geofysiske forskningsbreve , holdet rapporterer, at for at en 90 meter lang isklippe kan kollapse helt, ishylderne, der understøtter klippen, skulle gå i stykker ekstremt hurtigt, inden for få timer - en hastighed af istab, der ikke er blevet observeret i den moderne optegnelse.

"Ishylderne er omkring en kilometer tykke, og nogle er på størrelse med Texas, " siger MIT kandidatstuderende Fiona Clerc. "For at komme ud i katastrofale fejl i virkelig høje isklipper, du bliver nødt til at fjerne disse ishylder inden for få timer, hvilket virker usandsynligt uanset klimaforandringsscenariet."

Hvis en understøttende ishylde skulle smelte væk over en længere periode på dage eller uger, i stedet for timer, forskerne fandt ud af, at den resterende isklippe ikke pludselig ville revne og kollapse under sin egen vægt, men i stedet ville det langsomt flyde ud, som et bjerg af kold honning, der er blevet frigivet fra en dæmning.

"Det nuværende worst-case scenarie med havniveaustigning fra Antarktis er baseret på ideen om, at klipper højere end 90 meter ville fejle katastrofalt, "Brent Minchew, assisterende professor i MIT's Department of Earth, Atmosfæriske og planetariske videnskaber. "Vi siger det scenarie, baseret på klippesvigt, kommer nok ikke til at spille ud. Det er noget af en sølvforing. Det sagt, vi skal passe på med at ånde lettet op. Der er masser af andre måder at få hurtig havvandsstigning på."

Clerc er hovedforfatter af det nye papir, sammen med Minchew, og Mark Behn fra Boston College.

Fjollet kit-agtig adfærd

I et opvarmende klima, da Antarktis ishylder kollapser i havet, de afslører tårnhøje klipper af jordet is, eller is over land. Uden den støttende støtte fra ishylder, forskere har antaget, at kontinentets meget høje isklipper ville kollapse, kælver i havet, at afsløre endnu højere klipper længere inde i landet, som selv ville svigte og kollapse, indlede en løbsk indlandsis-retreat.

I dag, der er ingen isklipper på Jorden, der er højere end 90 meter, og videnskabsmænd antog, at dette skyldes, at klipper, der er højere end det, ikke ville være i stand til at bære deres egen vægt.

klerk, Minchew, og Behn tog denne antagelse, spekulerer på, om og under hvilke forhold isklipper 90 meter og højere fysisk ville kollapse. For at svare på dette, de udviklede en simpel simulering af en rektangulær isblok til at repræsentere en idealiseret indlandsis (is over land), som oprindeligt blev understøttet af en lige så høj ishylde (is over vand). De kørte simuleringen frem ved at skrumpe ishylden med forskellige hastigheder og se, hvordan den blottede isklippe reagerer over tid.

I deres simulering, de sætter de mekaniske egenskaber, eller opførsel af is, ifølge Maxwells model for viskoelasticitet, som beskriver den måde et materiale kan overgå fra en elastik, gummiagtigt svar, til en tyktflydende, honninglignende adfærd afhængig af om den belastes hurtigt eller langsomt. Et klassisk eksempel på viskoelasticitet er fjollet kit:Hvis du efterlader en kugle fjollet kit på et bord, det falder langsomt sammen i en vandpyt, som en viskøs væske; hvis du hurtigt trækker det fra hinanden, det river som et elastisk fast stof.

Det viser sig, is er også et viskoelastisk materiale, og forskerne inkorporerede Maxwell viskoelasticitet i deres simulering. De varierede den hastighed, hvormed den støttende ishylde blev fjernet, og forudsagde, om isklippen ville knække og falde sammen som et elastisk materiale eller flyde som en tyktflydende væske.

De modellerer virkningerne af forskellige starthøjder, eller tykkelser af is, fra 0 til 1, 000 meter, sammen med forskellige tidsskalaer for ishyldens kollaps. Til sidst, de fandt ud af, at når en 90 meter høj klippe blottes, det vil hurtigt falde sammen i skøre bidder, hvis den understøttende ishylde er blevet fjernet hurtigt, over en periode på timer. Faktisk, de fandt ud af, at denne adfærd gælder for klipper så høje som 500 meter. Hvis ishylderne fjernes over længere perioder af dage eller uger, isklipper så høje som 500 meter vil ikke kollapse under deres egen vægt, men vil i stedet langsomt forsvinde, som kold honning.

Et realistisk billede

Resultaterne tyder på, at det er usandsynligt, at Jordens højeste isklipper vil kollapse katastrofalt og udløse et løbsk indlandsis. Det er fordi den hurtigste hastighed, hvormed ishylderne forsvinder, i det mindste som dokumenteret i den moderne optegnelse, er i størrelsesordenen uger, ikke timer, som videnskabsmænd observerede i 2002, da de fangede satellitbilleder af sammenbruddet af Larsen B-ishylden - en isklump så stor som Rhode Island, der brød væk fra Antarktis, knuste i tusindvis af isbjerge i løbet af to uger.

"Da Larsen B kollapsede, det var en ret ekstrem begivenhed, der fandt sted over to uger, og det er en lille ishylde sammenlignet med dem, som vi ville være særligt bekymrede for, " Clerc siger. "Så vores arbejde viser, at klippesvigt sandsynligvis ikke er den mekanisme, hvormed vi ville få en masse havniveaustigning i den nærmeste fremtid."