Kan ekstrem afsmeltning destabilisere iskapperne?

For næsten et årti siden, globale nyhedsmedier rapporterede om en stor issmeltning i Arktis, da safirsøer glimtede hen over det tidligere frosne Grønlands indlandsis, en af ​​de vigtigste bidragydere til stigning i havniveauet. Nu har forskere afsløret den langsigtede virkning af den ekstreme afsmeltning.

Ved at bruge en ny tilgang til isgennemtrængende radardata, Stanford University-forskere viser, at denne smeltning efterlod et sammenhængende lag af genfrossen is inde i snepakken, herunder nær midten af ​​indlandsisen, hvor overfladesmeltningen normalt er minimal. Mest vigtigt, dannelsen af ​​smeltelaget ændrede iskappens adfærd ved at reducere dets evne til at lagre fremtidigt smeltevand. Forskningen vises i Naturkommunikation 20. april.

"Når du har disse ekstreme, enkeltstående smelteår, det tilføjer ikke bare mere til Grønlands bidrag til havniveaustigningen i det år – det skaber også disse vedvarende strukturelle ændringer i selve indlandsisen, " sagde hovedstudieforfatter Riley Culberg, en ph.d. studerende i elektroteknik. "Dette kontinentale billede hjælper os med at forstå, hvilken slags smelte- og sneforhold der tillod dette lag at danne."

Smeltesæsonen 2012 blev forårsaget af usædvanligt varme temperaturer, der blev forværret af højt atmosfærisk tryk over Grønland - en ekstrem begivenhed, der kan være forårsaget eller intensiveret af klimaændringer. Indlandsisen i Grønland har oplevet fem rekordstore smeltesæsoner siden 2000, med den seneste forekomst i 2019.

"Normalt ville vi sige, at indlandsisen bare ville trække vejret af sig - iskapper har en tendens til at være store, berolige, langsomme ting, " sagde seniorforfatter Dustin Schroeder, en assisterende professor i geofysik ved Stanford's School of Earth, Energi- og miljøvidenskab (Stanford Earth). "Dette er virkelig et af de første tilfælde, hvor man kan sige, chokerende, på nogle måder, disse langsomme, rolige iskapper bekymrer sig meget om en enkelt ekstrem begivenhed i et særligt varmt år."

Skiftende scenarier

Luftbårne radardata, en større udvidelse til enkelt-sted-feltobservationer på de iskolde poler, bruges typisk til at studere bunden af ​​indlandsisen. Men ved at skubbe forbi tekniske og beregningsmæssige begrænsninger gennem avanceret modellering, holdet var i stand til at genanalysere radardata indsamlet af flyvninger fra NASAs Operation IceBridge fra 2012 til 2017 for at fortolke smeltning nær overfladen af ​​iskappen, i en dybde op til omkring 50 fod.

"Når disse udfordringer var overvundet, lige pludselig, vi begyndte at se smeltevands islag nær overfladen af ​​iskappen, " sagde Schroeder. "Det viser sig, at vi har opbygget rekorder, der som fællesskab, vi var ikke helt klar over, at vi lavede."

Smeltende iskapper og gletsjere er de største bidragydere til stigning i havniveauet - og de mest komplekse elementer at inkorporere i klimamodelfremskrivninger. Indlandsisområder, der ikke har oplevet ekstrem smeltning, kan lagre smeltevand i de øverste 150 fod, derved forhindrer det i at strømme ud i havet. Et smeltelag som det fra 2012 kan reducere lagerkapaciteten til omkring 15 fod i nogle dele af Grønlands Indlandsis, ifølge forskningen.

Den type afsmeltning efterfulgt af hurtig nedfrysning oplevet i 2012 kan sammenlignes med vinterlige forhold i store dele af verden:sne falder til jorden, et par varme dage smelter det lidt, når det så fryser igen, det skaber glat is – den slags, som ingen ville have lyst til at køre på.

"Smeltebegivenheden i 2012 påvirker den måde, indlandsisen reagerer på overfladesmeltning selv nu, "Culberg sagde. "Disse strukturelle ændringer betyder, at den måde, indlandsisen reagerer på overfladesmeltning, vil blive påvirket på længere sigt."

I det lange løb, smeltevand, der ikke længere kan opbevares i den øverste del af indlandsisen, kan løbe ned til isbunden, skaber glatte forhold, der fremskynder isen og sender bidder ud i havet, at hæve havniveauet hurtigere.

Polære mønstre

Grønland oplever i øjeblikket ændringer meget hurtigere end dets sydpols modstykke. Men erfaringer fra Grønland kan anvendes på Antarktis, når årstiderne skifter, Sagde Schroeder.

"Jeg tror nu, der er ingen tvivl om, at når du prøver at projicere ind i fremtiden, et opvarmende Antarktis vil have alle disse processer, " sagde Schroeder. "Hvis vi ikke bruger Grønland nu til bedre at forstå det her, vores evne til at forstå, hvordan en varmere verden vil være, er ikke et håbefuldt forslag."