Forskere målte tykkelsen og basalsmeltingen på Ross Ice Shelf. leveres, CC BY-ND
Havet som omgir Antarktis, spiller en avgjørende rolle i å regulere massebalansen på kontinentets isdekke. Vi vet nå at tynning av is som påvirker nesten en fjerdedel av West Antarctic Ice Sheet er helt klart knyttet til havet.
Forbindelsen mellom Sørishavet og Antarktisens isplate ligger i ishyller - massive skiver av is, mange hundre meter tykke, som flyter på havet. Ishyller sliper mot kystlinjer og øyer og støtter utstrømningen av grunnlagt is. Når havet eroderer ishyllene nedenfra, reduseres denne spytthandlingen.
Mens noen ishyller tynnes raskt, forblir andre stabile, og nøkkelen til å forstå disse forskjellene ligger i de skjulte havene under ishyllene. Våre nylig publisert forskning utforsker havprosessene som driver smelting av verdens største ishylle. Det viser at en ofte oversett prosess driver hurtig smelting av en nøkkeldel av sokkelen.
Ocean fingeravtrykk på isen smelter
Rask istap fra Antarktis er ofte knyttet til Circumpolar Deep Water (CDW). Denne relativt varme (+ 1C) og salte vannmassen, som finnes på dypet under 300 meter rundt Antarktis, kan føre til hurtig smelting. For eksempel, i det sørøstlige Stillehavet, langs Vest-Antarktis Amundsenhavskysten, krysser CDW kontinentalsokkelen i dype kanaler og kommer inn i ishyllehulrom, kjører hurtig smelting og tynning.
Interessant er at ikke alle ishyller smelter raskt. De største ishyllene, inkludert de store ishyllene Ross og Filchner-Ronne, fremstår nær likevekt. De er i stor grad isolert fra CDW av det kalde vannet som omgir dem.
Satellittbildet viser at sterke offshore vinder driver havis bort fra den nordvestlige Ross Ice Shelf, og utsetter den mørke havoverflaten. Solvarme varmer vannet nok til å drive smelting. Figur modifisert fra https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. leveres, CC BY-ND
De kontrastfulle effektene av CDW og kaldt sokkelvann, kombinert med deres distribusjon, forklarer mye av variasjonen i smeltingen vi observerer rundt Antarktis i dag. Til tross for pågående arbeid med å undersøke ishyllenes hulrom, forblir disse skjulte havene blant de minst utforskede delene av jordas hav.
Det er i denne sammenhengen forskningen vår utforsker et nytt og hardt vunnet datasett med oseanografiske observasjoner og smeltehastigheter fra verdens største ishylle.
Under Ross Ice Shelf
I 2011 brukte vi et 260 meter dypt borehull som hadde blitt smeltet gjennom det nord-vestlige hjørnet av Ross Ice Shelf, syv kilometer fra det åpne hav, for å distribuere instrumenter som overvåker havforholdene og smeltehastighetene under isen. Instrumentene forble på plass i fire år.
Observasjonene viste at forholdene under ishyllen langt fra å være et stille ryggvann stadig endrer seg. Vanntemperatur, saltholdighet og strømmer følger en sterk sesongsyklus, noe som antyder at varmt overflatevann fra nord for isfronten dras sørover inn i hulrommet om sommeren.
Smeltetakst på fortøyningsstedet gjennomsnitt 1.8 meter per år. Selv om denne frekvensen er mye lavere enn ishyllene påvirket av varm CDW, er den ti ganger høyere enn gjennomsnittsraten for Ross Ice Shelf. Sterk sesongvariabilitet i smeltehastigheten tyder på at denne smeltepunktet er knyttet til sommerinnstrømningen.
Overflatetemperatur om sommeren som omgir Antarktis (a) og i Rosshavet (b) og viser den sterke sesongoppvarmingen i Rosshavets polynya. Figur modifisert fra https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. leveres, CC BY-ND
For å vurdere omfanget av denne effekten, brukte vi en høypresisjonsradar for å kartlegge basalsmeltemengder over et område på rundt 8,000 kvadratkilometer rundt fortøyningsplassen. Nøye observasjoner på rundt 80-steder gjorde det mulig for oss å måle den vertikale bevegelsen av isbasen og indre lag innenfor ishylla over et års intervall. Vi kunne da bestemme hvor mye av tynningen som var forårsaket av basalsmelting.
Smeltingen var raskest nær isfronten, der vi observerte kortsiktige smeltehastigheter på opptil 15 centimeter per dag - flere størrelsesordener høyere enn gjennomsnittlig ishylle. Smeltehastighetene ble redusert med avstanden fra isfronten, men hurtig smelting utvidet seg langt utenfor fortøyningsplassen. Smelting fra undersøkelsesregionen sto for rundt 20% av totalen fra hele ishylla.
Jo større bilde
Hvorfor smelter denne regionen på sokkelen så mye raskere enn andre steder? Som så ofte er tilfelle i havet, ser det ut til at vind spiller en nøkkelrolle.
Om vinteren og våren sveiper sterk katabatisk vind over den vestlige Ross ishylla og driver havis fra kysten. Dette fører til dannelse av et område som er fritt for havis, en polynya, der havet er utsatt for atmosfæren. Om vinteren avkjøles dette området med åpent hav raskt og havis vokser. Men om våren og sommeren absorberer den mørke havoverflaten varme fra solen og varmer, og danner et varmt overflatebasseng med nok varme til å drive den observerte smeltingen.
Selv om smeltehastighetene vi observerer er langt lavere enn det vi ser på ishyller påvirket av CDW, antyder observasjonene at overflatevarme er viktig for Ross Ice Shelf.
Siden denne varmen er nært knyttet til overflateklima, er det sannsynlig at spådd reduksjon i havis i løpet av det kommende århundre vil øke basalsmeltetallet. Mens den raske smeltingen vi observerte for øyeblikket er balansert av isinnstrømning, viser isbre-modeller at dette er et strukturelt kritisk område der ishylla er festet mot Ross Island. Enhver økning i smeltehastigheter kan redusere stivningen fra Ross Island, øke utslippet av landbasert is, og til slutt legge til havnivået.
Selv om det fremdeles er mye å lære om disse prosessene, og ytterligere overraskelser er sikre, er en ting tydelig. Havet spiller en nøkkelrolle i dynamikken i Antarktisens isark, og for å forstå isarkens stabilitet må vi se mot havet.
Om forfatteren
Craig Stewart, marin fysiker, Nasjonalt institutt for vann og atmosfærisk forskning
Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.
Relaterte bøker
Klimaendring: Hva alle trenger å vite
av Joseph Romm
Den grunnleggende grunnen til hva som vil være det definerende spørsmålet om vår tid, Klimaendring: Hva alle trenger å vite® er en tydelig oversikt over vitenskapen, konfliktene og konsekvensene av vår oppvarmingsplanet. Fra Joseph Romm, Chief Science Advisor for National Geographic's Livsår Farlig serier og en av Rolling Stones "100-folk som forandrer Amerika" Klima forandringer tilbyr brukervennlige, vitenskapelig strenge svar på de vanskeligste (og ofte politiserte) spørsmålene om hvilken klimatolog Lonnie Thompson har ansett "en klar og nåværende fare for sivilisasjonen.". Tilgjengelig på Amazon
Klimaendring: Vitenskapen om global oppvarming og vår energi Fremtidens andre utgave Utgave
av Jason Smerdon
Denne andre utgaven av Klima forandringer er en tilgjengelig og omfattende guide til vitenskapen bak global oppvarming. Utmerket illustrert, er teksten rettet mot studenter på en rekke nivåer. Edmond A. Mathez og Jason E. Smerdon gir en bred og informativ introduksjon til vitenskapen som ligger til grund for vår forståelse av klimasystemet og virkningen av menneskelig aktivitet på oppvarmingen av vår planet.Mathez og Smerdon beskriver rollene som atmosfæren og havet spille i vårt klima, introdusere begrepet strålingsbalanse, og forklare klimaendringer som skjedde tidligere. De beskriver også menneskelige aktiviteter som påvirker klimaet, som drivhusgass og aerosolutslipp og avskoging, samt effektene av naturfenomener. Tilgjengelig på Amazon
Vitenskapen om klimaendring: En hands-on kurs
av Blair Lee, Alina Bachmann
Vitenskapen om klimaendring: En hands-on-kurs bruker tekst og atten hands-on aktiviteter å forklare og lære vitenskapen om global oppvarming og klimaendringer, hvordan mennesker er ansvarlige, og hva som kan gjøres for å bremse eller stoppe graden av global oppvarming og klimaendringer. Denne boken er en komplett, omfattende guide til et viktig miljøemne. Emner som er omtalt i denne boken inkluderer: hvordan molekyler overfører energi fra solen til å varme atmosfæren, drivhusgassene, drivhuseffekten, global oppvarming, den industrielle revolusjonen, forbrenningsreaksjonen, tilbakemeldingsløpene, forholdet mellom vær og klima, klimaendringer, karbon vasker, utryddelse, karbonavtrykk, resirkulering og alternativ energi. Tilgjengelig på Amazon
Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.
