Forskere målte tykkelsen og basalsmelten på Ross Ice Shelf. leveres, CC BY-ND
Havet, der omgiver Antarktis, spiller en afgørende rolle i reguleringen af massebalancen på kontinentets isdækning. Vi ved nu, at udtynding af is, der påvirker næsten en fjerdedel af det vestantarktiske isark er klart knyttet til havet.
Forbindelsen mellem Det sydlige Ocean og Antarktisens isplade ligger i ishylder - massive plader med isis, mange hundrede meter tykke, der flyder på havet. Ishylder slibes mod kyster og øer og beskytter udstrømningen af jordbunden is. Når havet eroderer ishylder nedenunder, reduceres denne slagtereaktion.
Mens nogle ishylder tyndes hurtigt, forbliver andre stabile, og nøglen til at forstå disse forskelle ligger i de skjulte oceaner under ishylder. Vores for nylig offentliggjort forskning udforsker havprocesserne, der driver smeltning af verdens største ishylde. Det viser, at en ofte overset proces driver hurtig smeltning af en nøgledel af hylden.
Ocean fingeraftryk på isark smelter
Hurtigt istab fra Antarktis er ofte knyttet til Circumpolar Deep Water (CDW). Denne relativt varme (+ 1C) og salte vandmasse, der findes på dybder under 300 meter omkring Antarktis, kan drive hurtig smeltning. F.eks. Krydser CDW i det sydøstlige Stillehav, langs det vestlige Antarktis Amundsenhavskyst, kontinentalsoklen i dybe kanaler og kommer ind i ishyldehulrum og kører hurtig smeltning og tyndere.
Det er interessant, at ikke alle ishylder smelter hurtigt. De største ishylder, inklusive de store ishylder fra Ross og Filchner-Ronne, forekommer tæt på ligevægt. De er stort set isoleret fra CDW af de kolde farvande, der omgiver dem.
Satellitbilledet viser, at stærke offshore vinde driver havis væk fra den nordvestlige Ross Ice Shelf og udsætter den mørke havoverflade. Solvarme varmer vandet nok til at drive smeltning. Figur ændret fra https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. leveres, CC BY-ND
De kontrastfulde effekter af CDW og koldt hyldevand kombineret med deres distribution forklarer meget af variationen i smeltningen, vi observerer omkring Antarktis i dag. Men på trods af den løbende indsats for at undersøge ishyldehulrum, forbliver disse skjulte hav blandt de mindst udforskede dele af Jordens oceaner.
Det er inden for denne sammenhæng, at vores forskning undersøger et nyt og hårdt vundet datasæt med oceanografiske observationer og smeltehastigheder fra verdens største ishylde.
Under Ross Ishylden
I 2011 brugte vi et 260 meter dybt borehul, der var blevet smeltet gennem det nord-vestlige hjørne af Ross Ice Shelf, syv kilometer fra det åbne hav, til at indsætte instrumenter, der overvåger havforholdene og smeltehastighederne under isen. Instrumenterne forblev på plads i fire år.
Observationerne viste, at forholdene under ishylden langt fra er et stille bagvand konstant ændrer sig. Vandtemperatur, saltholdighed og strømme følger en stærk sæsoncyklus, hvilket antyder, at varmt overfladevand fra nord for isfronten trækkes sydpå ind i hulrummet om sommeren.
Smeltepriser på fortøjningsstedets gennemsnit 1.8 meter pr. År. Mens denne sats er meget lavere end ishylder påvirket af varm CDW, er den ti gange højere end gennemsnitsprisen for Ross Ice Shelf. Den stærke sæsonbestemte variation i smeltehastigheden antyder, at denne smeltende hotspot er knyttet til sommerindstrømningen.
Sommerhavets overfladetemperatur omkring Antarktis (a) og i Rosshavet (b) viser den stærke sæsonopvarmning inden for Rosshavets polynya. Figur ændret fra https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. leveres, CC BY-ND
For at vurdere omfanget af denne effekt brugte vi en højpræcisionsradar til at kortlægge basalsmeltningshastigheder over et område på ca. 8,000 kvadratkilometer omkring fortøjningsstedet. Omhyggelige observationer omkring 80-steder gjorde det muligt for os at måle isbasis og indre lags lodrette bevægelse inden for ishylden over et års interval. Vi kunne derefter bestemme, hvor meget af fortyndingen, der var forårsaget af basalsmeltning.
Smeltningen var hurtigst nær isfronten, hvor vi observerede smeltehastigheder på kort sigt på op til 15 centimeter om dagen - flere størrelsesordener højere end gennemsnitshastigheden for ishylden. Smeltehastighederne blev reduceret med afstanden fra isfronten, men hurtig smeltning strækkede sig langt ud over fortøjningsstedet. Smeltning fra undersøgelsesområdet tegnede sig for ca. 20% af det samlede beløb fra hele ishylden.
Det større billede
Hvorfor smelter denne region på hylden så meget hurtigere end andre steder? Som det ofte er tilfældet i havet, ser det ud til, at vind spiller en nøglerolle.
Om vinteren og foråret fejer stærk katabatisk vind over den vestlige Ross-ishylde og kører havis fra kysten. Dette fører til dannelse af et område, der er fri for havis, en polynya, hvor havet udsættes for atmosfæren. Om vinteren afkøles dette område med åbent hav hurtigt, og havis vokser. Men i løbet af foråret og sommeren absorberer den mørke havoverflade varme fra solen og varmer og danner en varm overfladepool med nok varme til at drive den observerede smeltning.
Selvom smeltehastighederne, vi observerer, er langt lavere end dem, der ses på ishylder påvirket af CDW, antyder observationer, at overfladevarme er vigtig for Ross Ice Shelf.
Da denne varme er tæt knyttet til overfladeklima, er det sandsynligt, at forudsagte reduktioner i havis inden for det kommende århundrede vil stigningen i basalsmeltet øges. Mens den hurtige smeltning, vi observerede, i øjeblikket er afbalanceret af isindstrømning, viser gletsjermodeller, at dette er et strukturelt kritisk område, hvor ishylden er fastgjort mod Ross Island. Enhver stigning i smeltehastigheder kunne mindske slagteriet fra Ross Island, øge udledningen af landbaseret is, og i sidste ende tilføje havoverfladen.
Selvom der stadig er meget at lære om disse processer, og yderligere overraskelser er sikre, er en ting klart. Havet spiller en nøglerolle i dynamikken i Antarktisens isark, og for at forstå isarkets stabilitet må vi se til havet.
Om forfatteren
Craig Stewart, havfysiker, National Institute of Water and Atmospheric Research
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.
Relaterede bøger
Klimaændringer: Hvad alle har brug for at vide
af Joseph Romm
Den væsentligste grundmand til, hvad der vil være det afgørende spørgsmål i vores tid, Klimaændringer: Hvad alle har brug for at vide® er et klart øje overblik over videnskaben, konflikterne og implikationerne af vores opvarmende planet. Fra Joseph Romm, Chief Science Advisor for National Geographic's År med at leve farligt -serien og en af Rolling Stone's "100 mennesker, der skifter Amerika," Climate Change tilbyder brugervenlige, videnskabeligt strenge svar på de mest vanskelige (og ofte politiserede) spørgsmål omkring, hvad klimatolog Lonnie Thompson har betragtet som "en klar og nuværende fare for civilisationen." Fås på Amazon
Klimaændringer: Videnskaben om global opvarmning og vores energi fremtid 2. udgave Udgave
af Jason Smerdon
Denne anden udgave af Climate Change er en tilgængelig og omfattende guide til videnskaben bag global opvarmning. Smukt illustreret er teksten rettet mod studerende på forskellige niveauer. Edmond A. Mathez og Jason E. Smerdon giver en bred, informativ introduktion til videnskaben, der ligger til grund for vores forståelse af klimasystemet og virkningerne af menneskelig aktivitet på opvarmningen af vores planet. Mathez og Smerdon beskriver de roller, som atmosfæren og havet leg i vores klima, introducer begrebet strålingsbalance og forklar klimaændringer, der skete i fortiden. De detaljerer også de menneskelige aktiviteter, der har indflydelse på klimaet, såsom drivhusgas- og aerosolemissioner og afskovning, samt virkningerne af naturfænomener. Fås på Amazon
Videnskaben om klimaforandringer: et praktisk kursus
af Blair Lee, Alina Bachmann
Videnskaben om klimaændringer: Et hands-on-kursus bruger tekst og atten praktiske aktiviteter at forklare og lære videnskaben om global opvarmning og klimaændringer, hvordan mennesker er ansvarlige, og hvad der kan gøres for at bremse eller stoppe frekvensen for global opvarmning og klimaændringer. Denne bog er en komplet, omfattende guide til et væsentligt miljøemne. Emner, der er dækket af denne bog, inkluderer: hvordan molekyler overfører energi fra solen til at varme atmosfæren, drivhusgasser, drivhuseffekten, global opvarmning, den industrielle revolution, forbrændingsreaktionen, feedback-løkker, forholdet mellem vejr og klima, klimaændringer, kulstofdræn, udryddelse, kulstofaftryk, genbrug og alternativ energi. Fås på Amazon
Fra udgiveren:
Køb på Amazon går til at bekæmpe omkostningerne ved at bringe dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uden omkostninger og uden annoncører, der sporer dine browservaner. Selv hvis du klikker på et link, men ikke køber disse valgte produkter, betaler alt andet, du køber i det samme besøg på Amazon, en lille provision. Der er ingen ekstra omkostninger for dig, så vær venlig at bidrage til indsatsen. Du kan også bruge dette link at bruge til Amazon når som helst, så du kan hjælpe med at støtte vores indsats.
