Satellieten onthullen ‘intense smeltingen’ onder de Thwaites-gletsjer in Antarctica

Satellietradargegevens laten een aanzienlijke indringing van zeewater onder Antarctica zien Thwaites-gletsjerZorgt ervoor dat sneeuw op en neer gaat.

Met behulp van satellietradargegevens met hoge resolutie heeft een team van glaciologen onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Californië bewijs gevonden van warm zeewater onder hoge druk dat enkele kilometers onder de grondijskap van de Thwaites-gletsjer in West-Antarctica sijpelt. Deze gletsjer wordt vaak de “Doomsday-gletsjer” genoemd vanwege zijn belangrijke rol in de mondiale zeespiegelstijging en de potentieel catastrofale gevolgen die een dergelijke stijging mondiaal zou kunnen hebben. De bijnaam weerspiegelt de enorme omvang van de gletsjer en zijn aanzienlijke smeltsnelheid, waarvan wetenschappers denken dat deze aanzienlijk kunnen bijdragen aan de stijging van de zeespiegel als deze instort of volledig smelt.

Het door UC Irvine geleide team concludeerde dat wijdverbreid contact tussen zeewater en gletsjers – een proces dat wordt weerspiegeld in Antarctica en Groenland – ‘intense smelting’ veroorzaakt en mogelijk een herevaluatie van de mondiale zeespiegelstijgingsprojecties vereist. Hun onderzoek werd op 20 mei gepubliceerd Proceedings van de Nationale Academie van Wetenschappen,

Gegevens en observaties

De gletsjeronderzoekers vertrouwden op gegevens die tussen maart en juni 2023 waren verzameld door de Finse commerciële satellietmissie ICEYE. ICEYE-satellieten gebruiken de InSAR – Interferometer Synthetic Aperture Radar om voortdurend veranderingen in het aardoppervlak te volgen en vormen een “constellatie” in een polaire baan rond de planeet. Meerdere passages van een ruimtevaartuig over een klein, gedefinieerd gebied zorgen voor vloeiende gegevensresultaten. In het geval van deze studie toonde Thwaites de opkomst, ondergang en kromming van de gletsjer.

“Deze ICEYE-gegevens bieden een langetermijnreeks van dagelijkse waarnemingen die nauw aansluiten bij de getijdencycli”, zegt hoofdauteur Eric Rignot, hoogleraar aardsysteemwetenschappen aan de UC Irvine. ‘In het verleden hadden we enkele sporadische gegevens beschikbaar, en met die paar waarnemingen was het moeilijk om erachter te komen wat er aan de hand was. Als we naar continue tijdreeksen kijken en deze vergelijken met de getijdencyclus, zien we zeewater in en uit stromen. bij hoogwater komen we soms ver onder de gletsjer vast te zitten. Dankzij ICEYE beginnen we deze getijdendynamiek voor het eerst te zien.

Screenshot van een 3D-weergave van de golfbeweging van de Thwaites-gletsjer, West-Antarctica, vastgelegd door de ICEYE Synthetic Aperture Radar (SAR)-constellatie op basis van beelden verkregen op 11, 12 en 13 mei 2023. Het bedoppervlak is 50 m². interval. Elke interferometrische kleurrotatie van de rand is een faseverschuiving van 360 graden, wat overeenkomt met een verplaatsing van 1,65 cm in de zichtlijn van het ijsoppervlak. Het interferogram wordt over een Landsat 9-afbeelding gelegd die in februari 2023 is verkregen. In deze studie laten we zien dat de omvang van de getijdenkromming in de getijdencyclus over kilometers varieert, wat aangeeft dat zeewater onder druk kilometers onder de landijskappen kan doordringen en stollen. Warmteoverdracht met gletsjerbasis. Aan de rechterkant van het scherm toont een enkel schot in de roos het binnendringen van zeewater dat zich nog eens 6 km voorbij een beschermende bergkam uitstrekt, wat aangeeft dat de terugtrekking van gletsjers in dit kritieke gebied van Antarctica nog steeds doorgaat met een snelheid van één kilometer per jaar. Krediet: Eric Rignot / UC Irvine

Geavanceerde satellietobservaties

“Tot nu toe waren sommige van de meest dynamische processen in de natuur onmogelijk om met voldoende details of frequentie waar te nemen”, zegt Michael Wollersheim, directeur Analytics bij ICEYE, co-auteur. “Het observeren van deze processen vanuit de ruimte en het gebruik van radarsatellietbeelden Het leveren van precisiemetingen op centimeterschaal met een dagelijkse frequentie betekent een aanzienlijke vooruitgang.”

Rignot zei dat het project hem en zijn collega’s heeft geholpen een beter begrip te ontwikkelen van het gedrag van zeewater aan de voet van de Thwaites-gletsjer. Zeewater aan de voet van de ijskap, samen met zoet water dat wordt gegenereerd door geothermische stroming en wrijving, “moet ergens naartoe stromen”, zei hij. Water wordt gedistribueerd via natuurlijke leidingen of verzameld in ventilatieopeningen, waardoor er voldoende druk ontstaat om het ijs op te tillen.

“Er zijn plaatsen waar het water onder grote ijsdruk staat, dus er is iets meer druk nodig om het ijs omhoog te duwen”, zei Rignot. “Het water wordt zo samengeperst dat een ijskolom meer dan een halve mijl omhoog komt.”

En het is niet alleen zeewater. Al tientallen jaren verzamelen Rignot en zijn collega’s bewijzen van de impact van klimaatverandering op oceaanstromingen, die warmer oceaanwater naar de kusten van Antarctica en andere poolijsgebieden duwen. Omtreksdiep water is zout en minder ijskoud. Zoet water bevriest bij nul graden CelsiusZout water bevriest bij min twee graden, en dat kleine verschil is genoeg om bij te dragen aan het ‘extreme smelten’ van het basale ijs dat in het onderzoek werd aangetroffen.

Zeespiegelstijging en impact op toekomstig onderzoek

Co-auteur Christine Dove, hoogleraar aan de Faculteit Milieu Universiteit van Waterloo In Ontario, Canada, “is de Thwaites de meest onstabiele plek op Antarctica, en het equivalent van een zeespiegelstijging van 60 centimeter. De zorg is dat we de snelheid onderschatten waarmee de gletsjer verandert, wat verwoestend zou kunnen zijn voor de kustgebieden.” gemeenschappen over de hele wereld.”

Rignot zei dat hij hoopt en verwacht dat de resultaten van het project verder onderzoek zullen stimuleren naar de omstandigheden onder de Antarctische ijskappen, tentoonstellingen met autonome robots en meerdere satellietobservaties.

“Er is veel enthousiasme vanuit de wetenschappelijke gemeenschap om naar deze afgelegen poolgebieden te gaan om gegevens te verzamelen en ons inzicht te vergroten in wat er aan de hand is, maar de financiering blijft achter”, zei hij. ‘In 2024 opereren we in echte dollars met hetzelfde budget als in de jaren negentig. We moeten een gemeenschap van glaciologen en fysische oceanografen ontwikkelen om deze observatieproblemen snel op te lossen, maar op dit moment beklimmen we de Mount Everest nog steeds op tennisschoenen. .

Conclusie en implicaties voor modellering

Meer recentelijk Rignot, senior projectwetenschapper NASAStraalaandrijvingslaboratorium (JBL), zei dat de studie blijvende voordelen zal opleveren voor de ijsmodelleringsgemeenschap.

“Als we dit soort zee-ijs-interacties in ijsmodellen verwerken, verwacht ik dat we veel beter kunnen nabootsen wat er de afgelopen kwart eeuw is gebeurd, wat ons meer vertrouwen in onze voorspellingen zal geven”, zei hij. “Als we dit proces kunnen toevoegen dat we in het artikel hebben geschetst en dat niet is opgenomen in de meeste huidige modellen, zouden de modelreconstructies veel beter moeten overeenkomen met de waarnemingen. Als we dat kunnen bereiken, zal het een groot succes zijn.

Dow voegde hieraan toe: “We hebben niet genoeg informatie om op de een of andere manier te zeggen hoeveel tijd er is voordat het zeewater binnendringt. Door modellen te verbeteren en ons onderzoek te concentreren op deze belangrijke gletsjers, zullen we proberen deze cijfers over minstens decennia en zelfs eeuwen te correleren. Het werk zal zich richten op het terugdringen van de CO2-uitstoot om worstcasescenario’s te voorkomen en mensen te helpen zich aan te passen aan de veranderende zeespiegel.

Referentie: Eric Rignot, Enrico Siraci, Bernd Schüchl, Valentin Dolbekin, Michael Wollersheim en Christine Dow, 20 mei 2024, “Wijdverspreide zeewaterindringingen onder het grondijs van de Thwaites-gletsjer, West-Antarctica” Proceedings van de Nationale Academie van Wetenschappen.
DOI: 10.1073/pnas.2404766121

Rignot, Dow en Wollershiem werden bij het project vergezeld door Enrico Siraci, een assistent-professor van de aardsysteemwetenschap van UC Irvine en een postdoctoraal onderzoeker bij NASA; Bernd Scheuchl, een onderzoeker aan de UC Irvine in de aardsysteemwetenschap; en Valentyn Tolpekin van ICEYE. ICEYE heeft zijn hoofdkantoor in Finland en opereert vanuit vijf internationale locaties, waaronder de Verenigde Staten. Dit onderzoek werd gefinancierd door NASA en de National Science Foundation.