Ishylder går i stykker under vægten af ​​smeltevandssøer, viser undersøgelse

Når lufttemperaturerne i Antarktis stiger, og gletsjerisen smelter, kan vand samle sig på overfladen af ​​flydende ishylder, tynge dem ned og få isen til at bøje. Nu, for første gang på området, har forskere vist, at ishylder ikke bare spænder under vægten af ​​smeltevandssøer – de knækker.

Efterhånden som klimaet opvarmes og smeltehastigheden i Antarktis stiger, kan denne frakturering få sårbare ishylder til at kollapse, hvilket gør det muligt for indre gletsjeris at spilde ud i havet og bidrage til en stigning i havniveauet.

Ishylder er vigtige for den antarktiske iskappes generelle sundhed, da de virker til at støtte eller holde gletscherisen tilbage på land. Forskere har forudsagt og modelleret, at belastning af overfladesmeltevand kunne få ishylderne til at briste, men ingen havde observeret processen i felten indtil nu.

Den nye undersøgelse, offentliggjort i Journal of Glaciology , kan hjælpe med at forklare, hvordan Larsen B-ishylden brat kollapsede i 2002. I månederne før dens katastrofale opbrud lå tusindvis af smeltevandssøer over ishyldens overflade, som derefter drænede over blot et par uger.

For at undersøge virkningerne af overfladesmeltevand på ishyldens stabilitet rejste et forskerhold ledet af University of Colorado Boulder, og inklusive forskere fra University of Cambridge, til George VI ishylden på den antarktiske halvø i november 2019.

Først identificerede holdet en fordybning eller "doline" i isoverfladen, der var dannet ved en tidligere sødræningshændelse, hvor de troede, at smeltevand sandsynligvis ville samle sig igen på isen. Derefter vovede de sig ud på snescootere og trak alt deres videnskabelige udstyr og sikkerhedsudstyr bagud på slæder.

Rundt om dolinen installerede holdet højpræcisions GPS-stationer til at måle små ændringer i højden ved isens overflade, vandtrykssensorer til at måle sødybden og et timelapse-kamerasystem til at tage billeder af isoverfladen og smeltevandssøer hvert 30. minut. .

I 2020 stoppede COVID-19-pandemien deres feltarbejde skrigende. Da holdet endelig nåede tilbage til deres feltplads i november 2021, var der kun to GPS-sensorer og et timelapse-kamera tilbage; to andre GPS og alle vandtrykssensorer var blevet oversvømmet og begravet i fast is.

Heldigvis fangede de overlevende instrumenter den lodrette og vandrette bevægelse af isens overflade og billeder af smeltevandssøen, der blev dannet og drænet i løbet af den rekordhøje smeltesæson 2019/2020.

GPS-data indikerede, at isen i midten af ​​søbassinet bøjede sig nedad omkring en fod som reaktion på den øgede vægt fra smeltevand. Denne konstatering bygger på tidligere arbejde, der producerede de første direkte feltmålinger af ishyldens knækning forårsaget af smeltevandsdamning og dræning.

Holdet fandt også, at den vandrette afstand mellem kanten og midten af ​​smeltevandssøbassinet steg med over en fod. Dette skyldtes højst sandsynligt dannelsen og/eller udvidelsen af ​​cirkulære sprækker omkring smeltevandssøen, som time-lapse-billederne fangede. Deres resultater giver det første feltbaserede bevis på, at ishylden sprækker som reaktion på en overfladesmeltevandssø, der tynger isen.

"Dette er en spændende opdagelse," sagde hovedforfatter Alison Banwell, fra Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) ved University of Colorado Boulder. "Vi mener, at disse typer cirkulære brud var nøglen i kædereaktionsstilen til dræning af søer, der hjalp med at bryde Larsen B ishylden op."

"Mens disse målinger blev foretaget over et lille område, viser de, at bøjning og brud af flydende is på grund af overfladevand kan være mere udbredt end tidligere antaget," siger medforfatter Dr. Rebecca Dell fra Cambridges Scott Polar Research Institute.

"Når smeltningen stiger som reaktion på forudsagt opvarmning, kan ishylderne blive mere tilbøjelige til at bryde op og kollapse, end de er i øjeblikket."

"Dette har konsekvenser for havniveauet, da støtten af ​​indlandsisen reduceres eller fjernes, hvilket tillader gletsjere og isstrømme at strømme hurtigere ud i havet," sagde medforfatter professor Ian Willis, også fra SPRI.

Arbejdet understøtter modelleringsresultater, der viser den enorme vægt af tusindvis af smeltevandssøer og efterfølgende dræning fik Larsen B-ishylden til at bøje og knække, hvilket bidrog til dens kollaps.

"Disse observationer er vigtige, fordi de kan bruges til at forbedre modeller for bedre at forudsige, hvilke antarktiske ishylder der er mere sårbare og mest modtagelige for at kollapse i fremtiden," sagde Banwell.

Flere oplysninger: Alison F. Banwell et al., Observeret smeltevandsinduceret bøjning og brud ved en doline på George VI Ice Shelf, Antarktis, Journal of Glaciology (2024). DOI:10.1017/jog.2024.31

Journaloplysninger: Journal of Glaciology

Leveret af University of Cambridge