Forskere borer for første gang på den fjerne antarktiske gletsjer

Hold fra USA og Storbritannien har med succes afsluttet videnskabeligt feltarbejde i et af de mest fjerntliggende og fjendtlige områder i Vestantarktis - faldende sammen med 200-året for opdagelsen af ​​kontinentet. Denne forskning vil hjælpe videnskabsmænd med at afgøre, om Thwaites-gletsjeren kan kollapse i de næste par årtier og påvirke den fremtidige globale havniveaustigning.

Thwaites Glacier, dækker 192, 000 kvadratkilometer (74, 000 kvadrat miles) et område på størrelse med Florida eller Storbritannien, er særligt modtagelig for klima og havforandringer. I løbet af de sidste 30 år har mængden af ​​is, der flyder ud af Thwaites og dens nabogletsjere, er næsten fordoblet. Allerede, is, der dræner fra Thwaites til Amundsenhavet, tegner sig for omkring fire procent af den globale havniveaustigning. Et løbsk kollaps af gletsjeren ville føre til en betydelig stigning i havniveauet på omkring 65 cm (25 tommer), og forskere vil gerne finde ud af, hvor hurtigt dette kunne ske.

Fem dedikerede hold af videnskabsmænd og ingeniører har arbejdet på Thwaites-gletsjeren i de sidste to måneder i temperaturer under frysepunktet og ekstrem vind. To af disse hold har brugt varmt vand til at bore mellem 300 og 700 meter gennem isen til havet og sedimentet derunder. MELT-holdet borede to steder under gletsjeren ved hjælp af varmt vand, herunder inden for to kilometer fra grundstødningszonen, det område, hvor gletsjeren møder havet. TARSAN-holdet borede to steder omkring 30 kilometer længere ude på den flydende hylde for at udforske de oceanografiske forhold under isen, og GHC-holdet borede fire grundfjeldskerner ved hjælp af et Winkie-bor.

På grundstødningszonen blev en række instrumenter ført gennem borehullet – inklusive den lille gule under-is-robot, Icefin, som indsamlede data om, hvordan gletsjeren interagerer med havet og de underliggende sedimenter. I midten af ​​januar, Icefin svømmede næsten to kilometer fra borestedet, lige op til Thwaites jordingszonen, at måle, billede, og kortlægge smeltningen og dynamikken på denne kritiske del af gletscheren. Et andet hold (THOR) ekstraherede også fem meter lange kerner af blødt sediment ved at sænke et metalrør gennem de to huller i isen og køre det ind i det mudrede sediment nedenfor. Dette vil afsløre gletsjerens tidligere historie.

Ledende videnskabsmand for Icefin, Dr. Britney Schmidt fra Georgia Institute of Technology i Atlanta, som stadig arbejder i Antarktis, siger:

"Vi designede Icefin til at være i stand til at få adgang til gletsjeres jordingszoner, steder, hvor observationer har været næsten umulige, men hvor der sker hurtige forandringer. For at få chancen for at gøre dette på Thwaites Glacier, som er et så kritisk hængselpunkt i Vestantarktis, er en drøm, der går i opfyldelse for mig og mit team. Dataene kunne ikke være mere spændende. "

Dr. Keith Nicholls, en oceanograf fra British Antarctic Survey og Storbritannien leder på MELT-holdet siger:

"Vi ved, at varmere havvand eroderer mange af Vestantarktis gletschere, men vi er især bekymrede for Thwaites. Disse nye data vil give et nyt perspektiv på de processer, der finder sted, så vi kan forudsige fremtidige ændringer med mere sikkerhed."

Dr. Paul Cutler, der leder International Thwaites Glacier Collaboration (ITGC) ved US National Science Foundation, siger:

"Thwaites Glacier er ekstremt fjerntliggende, med kun en håndfuld mennesker, der satte deres fod på det indtil i år. Dette har været vores første sæson med landbaseret feltarbejde for at få en dybere forståelse af denne vigtige, men understuderede gletsjer. Det er forbløffende at tænke på, at vi først nu har boret i denne fjerntliggende region omkring 200 år efter, at kontinentet først blev observeret."

Den britiske videnskabsminister Chris Skidmore siger:

"Dette er en spændende præstation af vores forskere. Vi leder kampen mod klimaforandringerne, og britiske forskere er på forkant med at undersøge virkningen af ​​stigende temperaturer i Antarktis. Regeringen foretager betydelige investeringer i deres vitale arbejde som f.eks. gletsjere smelter ved fremtidig stigning i havniveau. "

Over 100 forskere og støttepersonale deltager i feltsæsonen 2019/20 på Thwaites Glacier, som er beliggende omkring 1600 km fra både Storbritanniens Rothera Research Station og US Antarctica Programs (USAP) station McMurdo.

ITGC sigter mod at forbedre fremtidige forudsigelser om global havstigning fra Thwaites Glacier i Vestantarktis gennem en bedre forståelse af den nuværende og tidligere kontekst for isdynamik. Projektet er et samarbejde mellem USA og Storbritannien over fem år til en pris af $ 50 millioner.

ITGC forskerholdene har arbejdet i Antarktis fra november 2019 med feltarbejde indtil marts 2020. De fleste forskere vil rejse gennem den amerikanske McMurdo forskningsstation, og derefter østpå til lejre beliggende nær den antarktiske kyst. Logistikken hostes primært af US Antarctic Program (USAP).

Denne australske sommer er den anden af ​​fire marksæsoner. Fem af ITGCs otte forskningsprojekter vil blive indsat i Antarktis med fokus på forskellige aspekter af gletscheren og dens miljø. Denne sæsons ekspeditioner vil påtage sig arbejde for adskillige ITGC-projekter:Geologiske historiske begrænsninger på størrelsen af ​​jordforbindelsesretreat i Thwaites Glacier System (GHC), Thwaites-Amundsen Regional Survey and Network Integrating Atmosphere-Ice-Ocean Processes (TARSAN), Smeltning ved Thwaites jordingszone og dens kontrol på havoverfladen (MELT), Thwaites tværfaglige marginudvikling - Rollen af ​​forskydningsmargindynamik i den fremtidige udvikling af Thwaites dræningsbassin (TIME) og Thwaites Offshore Research (THOR).

Hold er iscenesat på en eksisterende lejr på isen kaldet West Antarctic Ice Sheet Divide (WAIS Divide), mens udstyr flyttes og undersøgelser af overfladeforhold på Thwaites Glacier udføres. Flytning fra WAIS Divide til seks mindre forskningslejre giver videnskabsfolk mulighed for at bruge en række metoder til at undersøge regionen. MELT-teamet bestående af glaciologer og ingeniører brugte varmtvandsstråler til at bore gennem isen på flere steder, giver dem mulighed for at implementere en række instrumenter, herunder den robotiske AUV/ROV Icefin, at se på, hvordan gletsjeren interagerer med havet og de underliggende sedimenter. MELT og TARSAN undersøger regionen ved hjælp af isgennemtrængende radar og aktive seismiske profiler. TARSAN bruger også varmtvandsstråler til at bore gennem isen. De indsætter også multisensoriske stationer kaldet AMIGOS for at studere havcirkulationen under den flydende ishylde og vejrmønstrene for at studere de miljømæssige faktorer, der påvirker den strukturelle stabilitet ishylde. MELT og TARSAN undersøger hver region ved hjælp af isgennemtrængende radar og aktive seismiske profiler, der giver vigtige oplysninger om isens form og havbassinet. En THOR-forsker har hentet en sedimentkerne fra under isen gennem hullerne boret af MELT- og TARSAN-holdene.

To hold, der repræsenterer projektet GHC, har arbejdet i Hudson Mountains og ved Mt Murphy, hvor de samler sten og bruger radar til at indsamle data om tidligere isoverflades højdeændringer. Holdet i Hudson-bjergene vil identificere egnede steder for subglacial grundfjeldsboring, der skal finde sted den følgende sæson. Mt Murphy-holdet har brugt radar og har boret gennem isen for at indsamle stenprøver, der var dækket af indlandsisen. Et hold, der repræsenterer TIME, har været baseret på Eastern Shear Margin inde i landet fra kysten, hvor de har brugt radar og passiv seismik til at undersøge lejet under gletsjeren ved dens østlige grænse.

Denne uge, et forskningskrydstogt tog afsted fra Chile på USAP's Nathaniel B. Palmer, en amerikansk isbryder på vej mod Amundsenhavet, forbliver i området indtil marts 2020. Ekspeditionen vil støtte THOR- og TARSAN-projekterne, som vil undersøge og indsamle sedimentkerner fra havbunden og mærke sæler for at indsamle havstrøm og temperaturdata. Forskerne vil ikke sætte deres fod på selve gletscheren, men vil hellere studere produktionen af ​​gletsjeren og havet, som den flyder ind i - sedimenterne, den falder til havbunden, vandtemperaturerne under gletsjeren med mere - for at rekonstruere historien om gletscherændringer i området og for at forbedre pålideligheden af ​​de indlandsismodeller, der bruges til at forudsige fremtidige havniveauændringer.