Totten gletsjer, de grootste gletsjer in Oost-Antarctica, wordt van onderaf gesmolten door warm water dat het ijs bereikt wanneer de wind over de oceaan sterk is - een reden tot bezorgdheid omdat de gletsjer een zeespiegelstijging van meer dan 3 meter vasthoudt en fungeert als een plug die helpt het ijs van het oosten vast te houden Antarctische ijskap.

Onderzoek onder leiding van de Universiteit van Texas in Austin heeft uitgewezen dat wind verantwoordelijk is voor het brengen van warm water naar de onderbuik van Totten, waardoor de gletsjer van onderaf smelt. Deze bevinding helpt bij het beantwoorden van de vraag waardoor Totten sommige jaren versnelt en andere vertraagt. Verwacht wordt dat klimaatverandering de komende eeuw de intensiteit van de wind boven de Zuidelijke Oceaan zal doen toenemen, en de nieuwe bevindingen tonen aan dat Totten Glacier waarschijnlijk zal reageren op de veranderende wind.

"Totten wordt de slapende reus genoemd omdat hij enorm is en wordt gezien als ongevoelig voor veranderingen in zijn omgeving. " zei hoofdauteur Chad Greene, een doctoraat kandidaat aan het University of Texas Institute for Geophysics (UTIG). "Maar we hebben laten zien dat als Totten slaapt, het is zeker niet in coma - we zien tekenen van reactievermogen, en het kan gewoon de wind nodig hebben om het wakker te maken."

De studie werd op 1 november gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang . UTIG is een onderzoekseenheid van de UT Jackson School of Geosciences.

Het team van onderzoekers ontdekte dat de gletsjer zijn stroom naar de zee versnelt wanneer de wind boven de Zuidelijke Oceaan van Antarctica sterk is en warm water uit de diepe oceaan naar het continentale plat trekt in een proces dat opwelling wordt genoemd. Zodra het warme water de kust bereikt, het circuleert onder het drijvende gedeelte van de gletsjer via onderzeese canyons, het smelten van de rand van de ijskap van onderaf. Als een gletsjer smelt, het verdunt, verzwakt en versnelt, meer door land ingesloten ijs in de oceaan laten wegvloeien, waardoor de zeespiegel stijgt.

De windkracht varieert van jaar tot jaar, maar broeikasgassen, zoals CO ₂ , fungeren als een versterker voor Antarctische kustwinden, hun intensiteit te verhogen en hen in staat te stellen vaker warm water uit de diepte te halen. Dit samenspel tussen klimaat en wind kan leiden tot zeespiegelstijging door simpelweg water van de ene plek in de oceaan naar de andere te verplaatsen. zei Greene - geen opwarming van de lucht, of van de vereiste oceaantemperaturen.

Opwelling treedt op wanneer wind het oppervlaktewater verdringt, waardoor dieper en warmer water kan opstijgen om het te vervangen.

"Het is alsof je over een hete kom soep blaast en kleine stukjes noedels van de bodem beginnen rond te draaien en naar boven te stijgen, ' zei Groen.

Opwelling kan grote gevolgen hebben rond Antarctica, waar de diepe wateren het warmst zijn (ongeveer 5 tot 7 graden Fahrenheit boven het vriespunt). Het oceaanoppervlak bevindt zich meestal in de buurt van het vriespunt omdat het constant wordt blootgesteld aan luchttemperaturen onder het vriespunt. Dus als de wind warm water van diep naar boven trekt, het temperatuurverschil dat wordt ervaren op het grensvlak van water en ijs kan de gletsjer effectief onderdompelen in een heet bad, waarbij sommige gebieden een meer dan 10-voudige toename van de smeltsnelheid ervaren.

De studie van het team vormt een aanvulling op een eerdere studie onder leiding van Jason Roberts, een glacioloog bij de Australian Antarctic Division van het Antarctic Climate &Ecosystems Cooperative Research Center. Roberts ontdekte dat wanneer warm water Totten van onderaf smelt, het zorgt ervoor dat de basis van de gletsjer, die meestal op de zeebodem is geaard, blijft drijven. Dit losmaken van de gletsjer kan de stroom van de gletsjer versnellen, het toevoegen van meer ijs in de oceaan en bijdragen aan de stijging van de zeespiegel.

"De resterende vraag was:waarom worden de canyons onder Totten sommige jaren gespoeld met warm water en andere jaren met koud water?" zei Roberts.

De nieuwe studie helpt die vraag te beantwoorden door uit te leggen hoe wind warm water onder de gletsjer drijft. Door satellietbeelden van de ijskap en windstressgegevens uit waarnemingen en computermodellering te combineren, Greene en zijn medewerkers konden de reeks gebeurtenissen bestuderen die het warme water naar Totten brengen. Dat omvat het modelleren van de door de wind veroorzaakte opwelling aan de rand van het Antarctische continentale plat, de stroming van het water door onderzeese canyons op het continentaal plat, en het water dat Totten bereikt dat smelt en versnelling veroorzaakt.

Gedurende de volgende eeuw, winden zullen naar verwachting toenemen en dichter naar de Oost-Antarctische kust migreren als gevolg van het toegenomen atmosferische broeikasgas. Deze studie suggereert dat naarmate de wind boven de Zuidelijke Oceaan toeneemt, net als de bijdrage van Totten Glacier aan de wereldwijde zeespiegelstijging.

"De gevoeligheid van de ijskap voor windforcering is lange tijd verondersteld, maar het kost tientallen jaren van observatie om ondubbelzinnige oorzaak en gevolg aan te tonen, " zei Donald Blankenship, een senior onderzoeker bij UTIG die heeft bijgedragen aan deze studie en de studie van Roberts. "Nu zijn we op het punt waar we expliciet de verbanden kunnen laten zien tussen wat er in de atmosfeer gebeurt, wat gebeurt er in de oceaan, en wat er gebeurt met de Antarctische ijskap."