Een wake-up call vanuit Antarctica

In deze illustratie stroomt zeewater diep onder het oppervlak in een zich actief openende ijsplaatscheur op Antarctica. Nieuw onderzoek toont aan dat dergelijke scheuren heel snel open kunnen gaan, en dat stromend zeewater helpt bepalen hoe snel de ijsplaat breekt. Krediet: Rob Soto

Er zit genoeg bevroren water in de gletsjers van Groenland en Antarctica dat, als ze zouden smelten, de zeeën van de wereld enkele meters zouden stijgen. Wat er de komende decennia met deze gletsjers zal gebeuren, is de grootste onbekende in de toekomst van de stijgende zeespiegel, deels omdat de fysica van het afkalven van gletsjers nog niet volledig begrepen is.

De cruciale vraag is hoe warmere oceanen ervoor kunnen zorgen dat gletsjers sneller uiteenvallen. universiteit van Washington Onderzoekers hebben de snelste grootschalige breuk aangetoond die bekend is langs de Antarctische ijsplaat. Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in Aangeboden door de Arabian Gulf UniversityHieruit blijkt dat in 2012 een 10,5 kilometer lange scheur ontstond in de Pine Island-gletsjer – een zich terugtrekkende ijsplaat die de grotere West-Antarctische ijskap tegenhoudt – in ongeveer 5 1/2 minuut. Dit betekent dat de scheur openging met een snelheid van ongeveer 35 meter per seconde, oftewel ongeveer 80 mijl per uur.

“Voor zover wij weten is dit het snelste openingsevenement dat ooit is waargenomen”, zegt hoofdauteur Stephanie Olinger, die dit werk deed als onderdeel van haar promotieonderzoek aan de Universiteit van Wisconsin en Harvard University en nu postdoctoraal onderzoeker is aan Stanford University. . ‘Dit laat zien dat ijsplaten onder bepaalde omstandigheden kunnen breken. Het vertelt ons dat we in de toekomst naar dit soort gedrag moeten zoeken, en het vertelt ons hoe we deze breuken kunnen beschrijven in grootschalige ijskapmodellen. .”

Het belang van scheurvorming

De gletsjerspleet is een scheur die door ongeveer 300 meter drijvend ijs van een typische Antarctische ijsplaat loopt. Deze scheuren zijn een voorbode van het afkalven van ijsplaten, waarbij grote stukken ijs van een gletsjer afbreken en in zee vallen. Dergelijke gebeurtenissen komen vaak voor op de Pine Island-gletsjer, waar de in het onderzoek waargenomen ijsberg zich al lang van het continent heeft gescheiden.

Satellietbeelden gemaakt op 8 mei (links) en 11 mei (rechts), drie dagen uit elkaar in 2012, laten een nieuwe breuk zien die een “Y” vormt die zich links van de vorige breuk vertakt. Drie seismische instrumenten (zwarte driehoeken) registreerden trillingen die werden gebruikt om de voortplantingssnelheden van fouten tot 130 km/uur te berekenen. Krediet: Olinger et al./AGU Advances

“IJsplaten oefenen een belangrijke invloed uit op de stabiliteit van de rest van de Antarctische ijskap. Als de ijsplaat breekt, versnelt het ijs daarachter zelfs”, zegt Ollinger. “Dit proces van breken is in feite de manier waarop Antarctische ijsplaten werken. Het creëren van grote ijsbergen.

In andere delen van Antarctica ontwikkelen fouten zich vaak over maanden of jaren. Maar het zou sneller kunnen gebeuren in een snel evoluerende omgeving zoals de Pine Island-gletsjer, waar onderzoekers denken dat de West-Antarctische ijskap zich al heeft gevormd. Een keerpunt is voorbij Als het in de oceaan stort.

Uitdagingen bij het monitoren van gletsjerveranderingen

Satellietbeelden geven continue feedback. Maar satellieten die in een baan om de aarde draaien, passeren elk punt op aarde slechts elke drie dagen. Het is moeilijk om te bepalen wat er gedurende die drie dagen gebeurt, vooral gezien de gevaarlijke aanblik van de kwetsbare Antarctische ijsplaat.

In de nieuwe studie combineerden de onderzoekers hulpmiddelen om foutvorming te begrijpen. Ze gebruikten seismische gegevens die waren vastgelegd door instrumenten die in 2012 door andere onderzoekers op de ijsplaat waren geplaatst, samen met radarwaarnemingen van satellieten.

Gletsjerijs gedraagt ​​zich op korte tijdschalen als een vaste stof, maar op langere tijdschalen meer als een stroperige vloeistof.

“Lijkt de vorming van een scheur meer op het breken van glas of op het breken van Silly Putty? Dat was de vraag”, zei Ollinger. “Onze berekeningen van deze gebeurtenis laten zien dat het erg lijkt op het breken van glas.”

De rol van zeewater en toekomstig onderzoek

Als het ijs een eenvoudig bros materiaal was geweest, zou het sneller zijn afgebroken, zei Olinger. Verder onderzoek wees op de rol van zeewater. Zeewater in de gletsjerspleten houdt de ruimte open tegen de binnenlandse krachten van de gletsjer. Omdat zeewater viscositeit, oppervlaktespanning en massa heeft, kan het niet onmiddellijk een leegte opvullen. In plaats daarvan helpt de snelheid waarmee zeewater de openingsspleet vult de voortplanting van de scheur te vertragen.

“Voordat we de prestaties van grootschalige ijskapmodellen en voorspellingen van toekomstige zeespiegelstijging kunnen verbeteren, moeten we een goed op fysica gebaseerd inzicht hebben in de vele verschillende processen die de stabiliteit van ijsplaten beïnvloeden”, aldus Olinger.

Referentie: “Oceanische koppeling beperkt de breuksnelheid voor de snelste voortplanting van scheuren in de ijsplaten” door Stephanie D. Olinger en Bradley B. Lipofsky en Maren A. Denol, 5 februari 2024, Aangeboden door de Arabian Gulf University.
doi: 10.1029/2023AV001023

Het onderzoek werd gefinancierd door de National Science Foundation. Co-auteurs zijn Brad Lipofsky en Marine Degnole, beiden UW-faculteitleden in aard- en ruimtewetenschappen, die op Harvard begonnen met het adviseren van werk.