En 80 mph hastighedsrekord for gletscherbrud hjælper med at afsløre fysikken bag iskappens kollaps

Der er nok vand frosset i Grønlands og antarktiske gletsjere til, at hvis de smeltede, ville de globale have stige mange fod. Hvad der vil ske med disse gletsjere i løbet af de kommende årtier er det største ukendte i fremtiden for stigende hav, blandt andet fordi gletscherbrudfysikken endnu ikke er fuldt ud forstået.

Et kritisk spørgsmål er, hvordan varmere oceaner kan få gletschere til at bryde fra hinanden hurtigere. Forskere fra University of Washington har påvist det hurtigste kendte brud i stor skala langs en antarktisk ishylde. Deres undersøgelse, for nylig offentliggjort i AGU Advances , viser, at en 6,5-mile (10,5 kilometer) revne blev dannet i 2012 på Pine Island Glacier - en tilbagetog ishylde, der holder den større vestantarktiske iskappe tilbage - på omkring fem og et halvt minut. Det betyder, at spalten åbnede med omkring 115 fod (35 meter) i sekundet, eller omkring 80 miles i timen.

"Dette er, så vidt vi ved, den hurtigste rift-åbningsbegivenhed, der nogensinde er blevet observeret," sagde hovedforfatter Stephanie Olinger, der udførte arbejdet som en del af sin doktorgradsforskning ved UW og Harvard University, og nu er postdoc-forsker ved Stanford University . "Dette viser, at en ishylde under visse omstændigheder kan splintres. Det fortæller os, at vi skal holde øje med denne type adfærd i fremtiden, og det informerer om, hvordan vi kan gå om at beskrive disse brud i store indlandsismodeller. "

En rift er en revne, der passerer hele vejen gennem de omkring 1.000 fod (300 meter) flydende is til en typisk antarktisk ishylde. Disse revner er forløberen for ishyldens kælvning, hvor store isstykker brækker af en gletsjer og falder i havet. Sådanne begivenheder sker ofte ved Pine Island Glacier - isbjerget, der blev observeret i undersøgelsen, er for længst adskilt fra kontinentet.

"Ishylder udøver en virkelig vigtig stabiliserende indflydelse på resten af ​​den antarktiske iskappe. Hvis en ishylde bryder op, accelererer gletsjerisen bagved virkelig," sagde Olinger. "Denne rivningsproces er i bund og grund, hvordan Antarktis ishylder kælver store isbjerge."

I andre dele af Antarktis udvikles rifter ofte over måneder eller år. Men det kan ske hurtigere i et landskab i hurtig udvikling som Pine Island Glacier, hvor forskere mener, at den vestantarktiske iskappe allerede har passeret et vendepunkt, da den kollapsede i havet.

Satellitbilleder giver løbende observationer. Men kredsende satellitter passerer hvert punkt på Jorden kun hver tredje dag. Hvad der sker i løbet af disse tre dage, er sværere at fastslå, især i det farlige landskab på en skrøbelig antarktisk ishylde.

Til den nye undersøgelse kombinerede forskerne værktøjer til at forstå spaltens dannelse. De brugte seismiske data optaget af instrumenter placeret på ishylden af ​​andre forskere i 2012 med radarobservationer fra satellitter.

Gletsjeris fungerer som et fast stof på korte tidsskalaer, men det er mere som en tyktflydende væske på lange tidsskalaer.

"Er riftdannelse mere som glas, der går i stykker, eller som Silly Putty bliver trukket fra hinanden? Det var spørgsmålet," sagde Olinger. "Vores beregninger for denne begivenhed viser, at det er meget mere som glas, der går i stykker."

Hvis isen var et simpelt sprødt materiale, burde den være knust endnu hurtigere, sagde Olinger. Yderligere undersøgelser pegede på havvandets rolle. Havvand i sprækkerne holder rummet åbent mod gletsjerens indadgående kræfter. Og da havvand har viskositet, overfladespænding og masse, kan det ikke bare øjeblikkeligt fylde tomrummet. I stedet hjælper det tempo, hvormed havvand fylder åbningsrevnen, med at bremse spredningens spredning.

"Før vi kan forbedre ydeevnen af ​​store indlandsismodeller og fremskrivninger af fremtidig havniveaustigning, skal vi have en god, fysikbaseret forståelse af de mange forskellige processer, der påvirker ishyldens stabilitet," sagde Olinger.

Studiets medforfattere er Brad Lipovsky og Marine Denolle, begge UW-fakultetsmedlemmer i jord- og rumvidenskab, som begyndte at rådgive arbejdet, mens de var på Harvard University.

Flere oplysninger: Stephanie D. Olinger et al., Ocean Coupling Limits Rupture Velocity of Hurtigst observeret Ice Shelf Rift Propagation Event, AGU Advances (2024). DOI:10.1029/2023AV001023

Journaloplysninger: AGU Advances

Leveret af University of Washington