Forskare mättes på Ross Ice Shelfs tjocklek och bassmältning. levereras, CC BY-ND
Havet som omger Antarktis spelar en avgörande roll för att reglera massbalansen på kontinentens istäcke. Vi vet nu att isens utspädning nästan berörs en fjärdedel av det västra antarktiska isarket är tydligt kopplat till havet.
Anslutningen mellan södra oceanen och antarktis isen ligger i ishyllor - massiva plattor av isis, många hundra meter tjocka som flyter på havet. Ishyllor slipar mot kuster och öar och stöttar utflödet av jordad is. När havet eroderar ishyllor underifrån reduceras den här stötdämpande åtgärden.
Medan vissa ishyllor tunnar snabbt, fortsätter andra att vara stabila, och nyckeln till att förstå dessa skillnader ligger i de dolda oceanerna under ishyllor. Vår nyligen publicerad forskning utforskar havsprocesser som driver smältning av världens största ishylla. Det visar att en ofta förbisedd process driver snabb smältning av en viktig del av hyllan.
Havsfingeravtryck på ismältet smälter
Snabb isförlust från Antarktis är ofta kopplad till Circumpolar Deep Water (CDW). Denna relativt varma (+ 1C) och saltvattenmassa, som finns på djup under 300-meter runt Antarktis, kan driva snabb smältning. I det sydöstra Stilla havet, längs västra Antarktis Amundsenhavskust, korsar CDW kontinentalsockeln i djupa kanaler och går in i ishålrummen, körning snabb smältning och gallring.
Intressant är att inte alla ishyllor smälter snabbt. De största ishyllorna, inklusive de stora ishyllorna Ross och Filchner-Ronne, ligger nära jämvikt. De isoleras i stor utsträckning från CDW av det kalla vattnet som omger dem.
Satellitbilden visar att starka havsvindar driver havsis bort från den nordvästra Ross Ice Shelf och exponerar den mörka havsytan. Solvärme värmer upp vattnet för att driva smältning. Figur modifierad från https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. levereras, CC BY-ND
De kontrasterande effekterna av CDW och kallt hyllvatten, i kombination med deras fördelning, förklarar mycket av variationen i smältningen vi observerar runt Antarktis idag. Men trots de pågående ansträngningarna för att undersöka ishyllans hålrum är dessa dolda hav fortfarande bland de minst utforskade delarna av jordens oceaner.
Det är inom detta sammanhang att vår forskning undersöker en ny och svårt vunnet dataset av oceanografiska observationer och smältfrekvenser från världens största ishylla.
Under Ross ishylla
I 2011 använde vi ett djupt borrhål av 260 meter som hade smält genom Ross-ishyllans nordvästra hörn, sju kilometer från det öppna havet, för att använda instrument som övervakar havsförhållanden och smälthastigheter under isen. Instrumentet var på plats i fyra år.
Observationerna visade att långt ifrån ett lugnt bakvatten, förändras förhållandena under ishyllan ständigt. Vattentemperatur, salthalt och strömmar följer en stark säsongscykel, vilket tyder på att varmt ytvatten från norr om isfronten dras söderut in i hålan under sommaren.
Smälthastigheter vid förtöjningsplatsen genomsnittliga 1.8 meter per år. Medan denna hastighet är mycket lägre än ishyllor som påverkas av varm CDW, är den tio gånger högre än medeltalet för Ross Ice Shelf. Stark säsongsvariation i smältgraden antyder att denna smältpunkt är kopplad till sommarflödet.
Sommarhavsytemperaturen kring Antarktis (a) och i Rosshavet (b) visar den starka säsongens uppvärmning inom Ross Sea polynya. Figur modifierad från https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. levereras, CC BY-ND
För att bedöma omfattningen av denna effekt använde vi en hög precisionradar för att kartlägga basala smälthastigheter över en region på cirka 8,000 kvadratkilometer runt förtöjningsplatsen. Noggranna iakttagelser kring 80-sidor gjorde det möjligt för oss att mäta isbasens vertikala rörelse och inre lager inom ishyllan över ett års intervall. Vi kunde då bestämma hur mycket av gallringen som orsakades av basal smältning.
Smältning var snabbast nära isfronten där vi observerade kortsiktiga smältgrader på upp till 15 centimeter per dag - flera storleksordningar högre än genomsnittet för ishyllan. Smälthastigheten minskade med avstånd från isfronten, men snabb smältning sträckte sig långt bortom förtöjningsplatsen. Smältning från undersökningsregionen stod för cirka 20% av totalen från hela ishylsan.
Den större bilden
Varför rinner den här regionen av hyllan så mycket snabbare än någon annanstans? Som det är så ofta fallet i havet, verkar det som vindar spelar en nyckelroll.
Under vintern och våren suger starka katabatiska vindar över den västra Ross Ice Shelf och driver havsis från kusten. Detta leder till bildandet av ett isfritt område, en polynya, där havet utsätts för atmosfären. Under vintern svalnar det här området med öppet hav snabbt och havsisen växer. Men under våren och sommaren absorberar den mörka havsytan värme från solen och värmen och bildar en varm yta med tillräcklig värme för att driva den observerade smältningen.
Även om smälthastigheterna vi observerar är mycket lägre än de som ses på ishyllor som påverkas av CDW, tyder observationerna på att på Ross Ice Shelf är ytvärme viktigt.
Med tanke på att denna värme är nära kopplad till ytklimat är det sannolikt att förutsagda minskningar av havsisen inom det kommande århundradet kommer att öka basala smältgrader. Medan den snabba smältningen vi observerade för närvarande är balanserad av isinflöde visar glaciärmodeller att det här är en strukturellt kritisk region där ishyllan är fastsatt mot Ross Island. En eventuell ökning av smälthastigheten skulle kunna minska stötdämpningen från Ross Island, öka utsläppen av isbaserad is, och till sist till havs nivåer.
Medan det fortfarande finns mycket att lära sig om dessa processer, och ytterligare överraskningar är säkra, är en sak klar. Havet spelar en nyckelroll i dynamiken i Antarktis is och för att förstå isbensens stabilitet måste vi titta på havet.
Om författaren
Craig Stewart, marin fysiker, National Institute of Water and Atmospheric Research
Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.
relaterade böcker
Klimatförändring: Vad alla behöver veta
av Joseph Romm
Den väsentliga grunden för vad som kommer att bli den avgörande frågan om vår tid, Klimatförändring: Vad alla behöver veta är en tydlig överblick över vetenskapens, konflikterna och konsekvenserna av vår uppvärmningsplan. Från Joseph Romm, chefvetenskapliga rådgivare för National Geographic's År av Living Dangerously serier och en av Rolling Stone's "100-personer som förändrar Amerika" Klimatförändring erbjuder användarvänliga, vetenskapligt stränga svar på de svåraste (och oftast politiserade) frågorna kring vilken klimatolog Lonnie Thompson har ansett "en klar och nuvarande fara för civilisationen". Finns på Amazon
Klimatförändring: Vetenskapen om global värme och vår energi Framtidens andra utgåvan Edition
av Jason Smerdon
Denna andra upplagan av Klimatförändring är en tillgänglig och omfattande guide till vetenskapen bakom global uppvärmning. Exklusivt illustrerad, texten riktas mot studenter på olika nivåer. Edmond A. Mathez och Jason E. Smerdon ger en bred, informativ introduktion till vetenskapen som ligger till grund för vår förståelse av klimatsystemet och effekterna av mänsklig aktivitet på uppvärmningen av vår planet.Mathez och Smerdon beskriver rollerna som atmosfären och havet spela i vårt klimat, introducera begreppet strålningsbalans och förklara klimatförändringar som inträffade tidigare. De beskriver också de mänskliga aktiviteter som påverkar klimatet, som växthusgas och aerosolutsläpp och avskogning samt effekterna av naturfenomen. Finns på Amazon
Vetenskapen om klimatförändring: En hands-on-kurs
av Blair Lee, Alina Bachmann
Vetenskapen om klimatförändring: En hands-on-kurs använder text och arton hands-on-aktiviteter att förklara och undervisa vetenskapen om global uppvärmning och klimatförändringar, hur människor är ansvariga och vad som kan göras för att sakta eller stoppa graden av global uppvärmning och klimatförändringar. Denna bok är en komplett, omfattande guide till ett viktigt miljöämne. Ämnen som omfattas av denna bok är: hur molekyler överför energi från solen för att värma atmosfären, växthusgaser, växthuseffekten, den globala uppvärmningen, den industriella revolutionen, förbränningsreaktionen, återkopplingsslingorna, förhållandet mellan väder och klimat, klimatförändringar, kolsänkor, utrotning, kolavtryck, återvinning och alternativ energi. Finns på Amazon
Från Utgivaren:
Inköp på Amazon går för att täcka kostnaden för att få dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, och ClimateImpactNews.com utan kostnad och utan annonsörer som spåra dina surfvanor. Även om du klickar på en länk men inte köper dessa valda produkter, betalar allt annat du köper i samma besök på Amazon oss en liten provision. Det finns ingen extra kostnad för dig, så var vänlig bidra till insatsen. Du kan också använd denna länk att använda till Amazon när som helst så att du kan hjälpa till att stödja våra ansträngningar.
