Tottenbreen kalvefronten. Esmee van Wijk / CSIRO

Antarktis føler allerede varmen av klimaendringene, med rask smelting og retrett av isbreer de siste tiårene.

Ismassetap fra Antarktis og Grønland bidrar til 20% til dagens sats på global havnivå økning. Dette isttapet er forventes å øke i løpet av det kommende århundre.

En nylig artikkel om samtalen løftet konseptet om "klima tipping poeng": Terskler i klimasystemet som, når de brytes, fører til betydelig og irreversibel forandring.

Et slikt klimapippe kan oppstå som et resultat av den stadig raskere nedgangen i de arktiske arkene i Antarktis, noe som fører til en rask økning i havnivået. Men hva er denne terskelen? Og når skal vi nå det?

Hvordan ser tipping point ut?

Antarktisiset er en stor ismengde, opp til 4 km tykk på enkelte steder, og er jordet på berggrunn. Isen flyter vanligvis fra det indre av kontinentet mot margene, som går raskere når det går.

Hvor issiden møter havet, begynner store deler av tilkoblede ishyller å flyte. Disse smelter etter hvert fra basen eller avkalver som isfjell. Hele platen fylles på ved å akkumulere snøfall.

Flytende ishylle fungerer som en kork i en vinflaske, senker isplaten når den flyter mot havene. Hvis ishyllene fjernes fra systemet, vil isen raskt akselerere mot havet, noe som medfører ytterligere ismassetap.

Et tipppunkt oppstår hvis for mye av ishylsen går tapt. I noen isbreer kan dette gjenkjenne uopprettelig tilbaketrekning.

Hvor er tipping point?

En måte å identifisere et tipping punkt innebærer å finne ut hvor mye hylleis Antarktis kan miste, og hvorfra, uten å endre den totale isstrømmen betydelig.

En nylig studie fant at 13.4% av Antarktis hylleis - distribuert regionalt over hele kontinentet - ikke spiller en aktiv rolle i isstrømmen. Men Hvis dette "sikkerhetsbåndet" ble fjernet, ville det føre til betydelig akselerasjon av isen.

Antarktis ishylle har vært tynning med en samlet hastighet på ca. 300 kubikk km per år mellom 2003 og 2012 og projiseres å tynne enda lenger i løpet av det 21ste århundre. Denne tynningen vil flytte Antarktis ishyller mot et tipppunkt, hvor irreversibel kollaps av ishyllen og økning i havnivå kan følge.

Hvordan forutsier vi når det skjer?

Noen områder i Vest-Antarktis kan allerede være nær tippestedet. For eksempel, ishyller langs kysten av Amundsen og Bellingshausen hav er den raskeste tynningen og ha minste "sikkerhetsbånd" av alle antarktiske ishyller.

For å forutsi når "sikkerhetsbeltet" av is kan gå tapt, må vi forandre endringer i fremtiden. Dette krever bedre forståelse av prosesser som fjerner is fra isen, som smelting ved foten av ishyller og isfjellkalve.

Smelter under ishyllene er hovedkilden til det iskallende Antarctic-iset. Den drives av kontakt mellom varmere sjøvann og undersiden av ishyllene.

For å finne ut hvor mye is vil gå tapt i fremtiden krever kunnskap om hvor raskt havene oppvarmer, hvor disse varmere vannet vil strømme, og atmosfærens rolle i modulering av disse interaksjonene. Det er en kompleks oppgave som krever datamodellering.

Forutsi hvor raskt ishyllene brytes opp og danner isbjerge, er det mindre godt forstått og er for tiden en av de største usikkerhetene i det fremtidige massetapet i Antarktis. Mye av isen tapt når isfjellene oppstår i sporadisk utgivelse av ekstremt store isfjell, som kan være tiere eller til og med hundrevis av kilometer over.

Det er vanskelig å forutsi nøyaktig når og hvor ofte kommer store isfjeller å bryte av. Modeller som kan reproducere denne oppførselen utvikles fortsatt.

Forskerne forsker aktivt på disse områdene ved å utvikle modeller av isark og hav, samt å studere prosesser som driver massetap fra Antarktis. Disse undersøkelsene må kombinere langsiktige observasjoner med modeller: Modell simuleringer kan deretter evalueres og forbedres, noe som gjør vitenskapen sterkere.

Forbindelsen mellom isblader, hav, is og atmosfære er en av de minst forstått, men viktigste faktorene i Antarktis tipping point. Å forstå det bedre vil hjelpe oss med å projisere hvor mye sjønivå vil stige, og til slutt hvordan vi kan tilpasse oss.