Satellitradardata afslører kraftig smeltning ved Antarktis Thwaites-gletsjeren

Et hold af glaciologer ledet af forskere ved University of California, Irvine brugte højopløsningssatellitradardata til at finde beviser for indtrængen af ​​varmt højtryks-havvand mange kilometer under isen på Vestantarktis Thwaites-gletsjer.

I en undersøgelse offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences , det UC Irvine-ledede hold sagde, at udbredt kontakt mellem havvand og gletsjeren - en proces, der er replikeret i hele Antarktis og i Grønland - forårsager "kraftig smeltning" og kan kræve en revurdering af prognoser for global havniveaustigning.

Glaciologerne stolede på data indsamlet fra marts til juni 2023 af Finlands ICEYE kommercielle satellitmission. ICEYE-satellitterne danner en "konstellation" i polar kredsløb omkring planeten, ved hjælp af InSAR - interferometer syntetisk blænde-radar - til vedvarende at overvåge ændringer på jordens overflade. Mange passager, med et rumfartøj over et lille afgrænset område, giver jævne dataresultater. I tilfældet med denne undersøgelse viste den stigningen, faldet og bøjningen af ​​Thwaites-gletsjeren.

"Disse ICEYE-data leverede en lang række daglige observationer, der var tæt på tidevandscyklusser," sagde hovedforfatter Eric Rignot, professor i jordsystemvidenskab ved UC Irvine.

"Tidligere havde vi nogle sporadisk tilgængelige data, og med bare de få observationer var det svært at finde ud af, hvad der skete. Når vi har en kontinuerlig tidsserie og sammenligner det med tidevandscyklussen, ser vi havvandet komme ind kl. højvande og vigende og nogle gange længere op under gletsjeren og blive fanget Takket være ICEYE begynder vi at se denne tidevandsdynamik for første gang."

Michael Wollersheim, ICEYT analytics direktør, sagde:"Indtil nu har nogle af de mest dynamiske processer i naturen været umulige at observere med tilstrækkelig detaljer eller frekvens til at give os mulighed for at forstå og modellere dem. Observere disse processer fra rummet og bruge radarsatellit billeder, som giver præcise InSAR-målinger på centimeterniveau med daglig frekvens selv op til tre gange om dagen, markerer et betydeligt spring fremad."

Rignot sagde, at projektet hjalp ham og hans kolleger med at udvikle en bedre forståelse af havvandets adfærd på undersiden af ​​Thwaites-gletsjeren. Han sagde, at havvand, der kommer ind ved bunden af ​​iskappen, kombineret med ferskvand genereret af geotermisk flux og friktion, opbygges og "skal flyde et sted." Vand distribueres gennem naturlige ledninger eller samles i hulrum, hvilket skaber nok tryk til at hæve indlandsisen.

"Der er steder, hvor vandet næsten er på trykket af den overliggende is, så der skal bare lidt mere tryk til for at presse isen op," sagde Rignot. "Vandet bliver derefter presset nok til at løfte en søjle på mere end en halv mil is."

Og det er ikke et hvilket som helst havvand. I årtier har Rignot og hans kolleger indsamlet beviser for virkningen af ​​klimaændringer på havstrømme, som skubber varmere havvand til kysterne af Antarktis og andre polare isområder.

Cirkumpolært dybt vand er salt og har et lavere frysepunkt. Mens ferskvand fryser ved nul grader Celsius, fryser saltvand ved minus to grader, og den lille forskel er nok til at bidrage til den "kraftige smeltning" af basal is, som det blev fundet i undersøgelsen.

Medforfatter Christine Dow, professor ved fakultetet for miljø ved University of Waterloo i Ontario, Canada, sagde:"Thwaites er det mest ustabile sted i Antarktis og indeholder hvad der svarer til 60 centimeters havstigning. Bekymringen er, at vi undervurderer den hastighed, som gletsjeren ændrer sig, hvilket ville være ødelæggende for kystsamfund rundt om i verden."

Rignot sagde, at han håber og forventer, at resultaterne af dette projekt vil anspore til yderligere forskning i forholdene under antarktiske gletsjere, udstillinger, der involverer autonome robotter og flere satellitobservationer.

"Der er en masse entusiasme fra det videnskabelige samfund til at tage til disse fjerntliggende, polære områder for at indsamle data og opbygge vores forståelse af, hvad der sker, men finansieringen halter," sagde han.

"Vi opererer med det samme budget i 2024 i rigtige dollars, som vi havde i 1990'erne. Vi er nødt til at vokse samfundet af glaciologer og fysiske oceanografer for at løse disse observationsproblemer før snarere end senere, men lige nu bestiger vi stadig Mount Everest i tennissko."

På kort sigt sagde Rignot, som også er seniorprojektforsker ved NASA's Jet Propulsion Laboratory, at denne undersøgelse vil give en varig fordel for indlandsismodelleringssamfundet.

"Hvis vi sætter denne type hav-is-interaktion ind i indlandsismodeller, forventer jeg, at vi vil være i stand til at gøre et meget bedre stykke arbejde med at reproducere, hvad der er sket i det sidste kvarte århundrede, hvilket vil føre til en højere grad af tillid til vores fremskrivninger," sagde han. "Hvis vi kunne tilføje denne proces, vi skitserede i papiret, som ikke er inkluderet i de fleste nuværende modeller, skulle modelrekonstruktionerne matche observationer meget bedre. Det ville være en stor gevinst, hvis vi kunne opnå det."

Dow tilføjede:"I øjeblikket har vi ikke nok information til at sige på den ene eller den anden måde, hvor lang tid der er, før indtrængning af havvand er irreversibel. Ved at forbedre modellerne og fokusere vores forskning på disse kritiske gletsjere, vil vi forsøge at få disse tal i det mindste fastholdt i årtier versus århundreder. Dette arbejde vil hjælpe folk med at tilpasse sig skiftende havniveauer, sammen med fokus på at reducere kulstofemissioner for at forhindre det værst tænkelige scenario."

Rignot og Dow fik følgeskab i dette projekt af Enrico Ciraci, UC Irvine assisterende specialist i jordsystemvidenskab og NASA postdoc; Bernd Scheuchl, UC Irvine-forsker i jordsystemvidenskab; og Valentyn Tolpekin og Wollershiem fra ICEYE's hovedkvarter i Finland.

Flere oplysninger: Eric Rignot et al., Udbredte havvandsindtrængninger under den jordede is på Thwaites Glacier, Vestantarktis, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2404766121. doi.org/10.1073/pnas.2404766121

Journaloplysninger: Proceedings of the National Academy of Sciences

Leveret af University of California, Irvine