Ny opdagelse tyder på, at et betydeligt glacialt tilbagetog i Vestantarktis begyndte i 1940'erne

Blandt den store flade af Antarktis ligger Thwaites-gletsjeren, verdens bredeste gletsjer, der måler omkring 80 miles på den vestlige kant af kontinentet. På trods af sin størrelse mister den massive landform omkring 50 milliarder tons is mere, end den modtager i snefald, hvilket placerer den i en usikker position med hensyn til dens stabilitet.

Accelererende istab er blevet observeret siden 1970'erne, men det er uklart, hvornår denne betydelige afsmeltning startede - indtil nu. En ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet PNAS , ledet af forskere ved University of Houston, tyder på, at betydelig glacial tilbagetrækning begyndte i 1940'erne. Deres resultater på Thwaites-gletsjeren falder sammen med tidligere arbejde, der studerede tilbagetrækningen på Pine Island-gletsjeren og fandt, at gletsjertilbagetrækningen også begyndte i 40'erne.

"Det, der er særligt vigtigt ved vores undersøgelse, er, at denne ændring ikke er tilfældig eller specifik for en gletsjer," sagde Rachel Clark, tilsvarende forfatter, som dimitterede fra UH sidste år med en doktorgrad i geologi. "Det er en del af en større kontekst af et klima i forandring. Du kan bare ikke ignorere, hvad der sker på denne gletsjer."

Clark og undersøgelsens forfattere hævder, at gletsjertilbagetrækningen sandsynligvis blev skudt i gang af et ekstremt El Niño-klimamønster, der opvarmede det vestlige Antarktis. Siden da, siger forfatterne, er gletsjeren ikke kommet sig og bidrager i øjeblikket til 4 % af den globale havniveaustigning.

"Det er betydningsfuldt, at El Niño kun varede et par år, men de to gletsjere, Thwaites og Pine Island, forbliver i betydelig tilbagetog," sagde Julia Wellner, UH lektor i geologi og amerikansk ledende efterforsker af Thwaites Offshore Research-projektet, eller THOR, et internationalt samarbejde, hvis teammedlemmer er forfattere til undersøgelsen.

"Når først systemet er bragt ud af balance, er tilbagetrækningen i gang," tilføjede hun.

Deres resultater gør det også klart, at tilbagetrækningen ved gletsjernes grundstødningszone, eller det område, hvor gletsjerne mister kontakten med havbunden og begynder at flyde, skyldtes eksterne faktorer.

"Opdagelsen af, at både Thwaites Glacier og Pine Island Glacier deler en fælles historie om udtynding og tilbagetrækning bekræfter synspunktet om, at istab i Amundsenhavets sektor i det vestantarktiske indlandsis hovedsageligt er styret af eksterne faktorer, der involverer ændringer i havets og atmosfærens cirkulation , snarere end intern gletsjerdynamik eller lokale ændringer, såsom smeltning ved gletsjerbunden eller sneophobning på gletsjeroverfladen," sagde Claus-Dieter Hillenbrand, ledende efterforsker i THOR i Storbritannien og medforfatter af studiet.

"En væsentlig implikation af vores resultater er, at når først et iskappetilbagetog er sat i bevægelse, kan det fortsætte i årtier, selvom det, der startede, ikke bliver værre," tilføjede James Smith, en marinegeolog ved British Antarctic Survey og studiesamarbejde. -forfatter.

"Det er muligt, at de ændringer, vi ser i dag på Thwaites- og Pine Island-gletsjerne - og potentielt på tværs af hele Amundsen-havets dæmning - i det væsentlige blev sat i gang i 1940'erne."

Datering af sedimentkerner spiller en nøglerolle i undersøgelsen

Clark og holdet brugte tre primære metoder til at nå deres konklusion. En af disse metoder var indsamling af marine sedimentkerner, der var tættere på Thwaites-gletsjeren end nogensinde før. De hentede kernerne under deres tur til Amundsenhavet nær Thwaites i begyndelsen af ​​2019 ombord på Nathaniel B. Palmer isbryderen og forskningsfartøjet.

Forskerne brugte derefter kernerne til at rekonstruere gletsjerens historie fra den tidlige holocæne epoke til nutiden. Holocæn er den nuværende geologiske epoke, der begyndte efter den sidste istid, for omkring 11.700 år siden.

CT-scanninger blev brugt til at tage røntgenbilleder af sedimentet for at indsamle detaljer fra dets historie. Geokronologi, eller videnskaben om at datere jordmaterialer, blev derefter brugt til at nå frem til den konklusion, at betydelig issmeltning begyndte i 40'erne.

Clark brugte ²¹⁰ Pb (bly-210), en isotop, der er naturligt begravet i sedimentkernerne og er radioaktiv, som den vigtigste isotop i hendes geokronologi. Denne proces ligner radiocarbondatering, som måler alderen af ​​organiske materialer så langt tilbage som 60.000 år.

"Men bly-210 har en kort halveringstid på omkring 20 år, mens noget som radiocarbon har en halveringstid på omkring 5.000 år," sagde Clark. "Den korte halveringstid giver os mulighed for at bygge en tidslinje for det sidste århundrede, som er detaljeret."

Denne metode er vigtig, fordi selvom der findes satellitdata for at hjælpe forskere med at forstå glacial tilbagetrækning, går disse observationer kun så langt tilbage som et par årtier, en tidsramme, der er for kort til at bestemme, hvordan Thwaites reagerer på hav- og atmosfæreændringer. Præ-satellitregistreringer er nødvendige for, at forskere kan forstå gletsjerens langsigtede historie, hvilket er grunden til, at sedimentkerner bruges.

Undersøgelse informerer om fremtidig modellering for at reducere usikkerheden ved havniveaustigning

Thwaites-gletsjeren spiller en afgørende rolle i reguleringen af ​​den vestantarktiske iskappes stabilitet og dermed den globale havniveaustigning, ifølge antarktiske forskere.

"Gletscheren er vigtig, ikke kun på grund af dens bidrag til havniveaustigningen, men fordi den fungerer som en prop i flasken, der holder et bredere isområde tilbage bagved," sagde Wellner. "Hvis Thwaites er destabiliseret, så er der potentiale for, at al isen i Vestantarktis bliver destabiliseret."

Hvis Thwaites-gletsjeren skulle kollapse fuldstændigt, forventes det globale havniveau at stige med 65 cm (25 tommer).

"Vores undersøgelse hjælper til bedre at forstå, hvilke faktorer der er mest kritiske til at drive udtynding og tilbagetrækning af gletsjere, der dræner den vestantarktiske iskappe ind i Amundsenhavet," sagde Hillenbrand. "Derfor vil vores resultater forbedre numeriske modeller, der forsøger at forudsige størrelsen og hastigheden af ​​den fremtidige antarktiske isafsmeltning og dens bidrag til havniveauet."

Forskere med THOR er en del af et endnu større initiativ, International Thwaites Glacier Collaboration, et fælles amerikansk-UK partnerskab for at reducere usikkerheden i fremskrivningen af ​​havniveaustigningen fra Thwaites Glacier.

Flere oplysninger: Clark, Rachel W. et al, Synchronous retreat of Thwaites and Pine Island gletschere som reaktion på ydre påvirkninger i præsatellittiden, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2211711120. doi.org/10.1073/pnas.2211711120

Journaloplysninger: Proceedings of the National Academy of Sciences

Leveret af University of Houston