Een NASA-studie op basis van een innovatieve techniek voor het kraken van stortvloeden van satellietgegevens geeft het duidelijkste beeld tot nu toe van veranderingen in de Antarctische ijsstroom in de oceaan. De bevindingen bevestigen de versnelde ijsverliezen van de West-Antarctische ijskap en onthullen verrassend constante stroomsnelheden van zijn veel grotere buur in het oosten.

De computervisietechniek verwerkte gegevens van honderdduizenden NASA-VS. Geological Survey Landsat-satellietbeelden om een ​​zeer nauwkeurig beeld te geven van veranderingen in de beweging van de ijskap.

Het nieuwe werk biedt een basis voor toekomstige metingen van Antarctische ijsveranderingen en kan worden gebruikt om numerieke ijskapmodellen te valideren die nodig zijn om projecties van zeeniveau te maken. Het opent ook de deur naar een snellere verwerking van enorme hoeveelheden gegevens.

"We gaan een nieuw tijdperk in, " zei de hoofdauteur van de studie, cryosferisch onderzoeker Alex Gardner van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. "Toen ik drie jaar geleden aan dit project begon, er was een enkele kaart van de ijskap die is gemaakt met behulp van gegevens die over 10 jaar zijn verzameld, en het was revolutionair toen het in 2011 werd gepubliceerd. Nu kunnen we de ijsstroom over bijna het hele continent in kaart brengen, elk jaar. Met deze nieuwe gegevens we kunnen beginnen met het ontrafelen van de mechanismen waarmee de ijsstroom versnelt of vertraagt ​​als reactie op veranderende omgevingsomstandigheden."

De innovatieve aanpak van Gardner en zijn internationale team van wetenschappers bevestigt grotendeels eerdere bevindingen, maar met een paar onverwachte wendingen.

Een van de meest significante:een voorheen ongemeten versnelling van de gletsjerstroom naar de Getz-ijsplaat van Antarctica, in het zuidwestelijke deel van het continent - waarschijnlijk als gevolg van het dunner worden van de ijsplaat.

Versnellen in het westen, constante stroom in het oosten

Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift De cryosfeer , identificeerde ook de snelste versnelling van Antarctische gletsjers tijdens de onderzoeksperiode van zeven jaar. De gletsjers voeden Marguerite Bay, op het westelijk Antarctisch Schiereiland, verhoogde hun stroomsnelheid met 1, 300 tot 2, 600 voet (400 tot 800 meter) per jaar, waarschijnlijk als reactie op de opwarming van de oceaan.

Misschien wel de grootste ontdekking van het onderzoeksteam, echter, was de gestage stroom van de Oost-Antarctische ijskap. Tijdens de studieperiode, van 2008 tot 2015 de plaat had in wezen geen verandering in de snelheid van ijsafvoer - ijsstroom in de oceaan. Terwijl eerder onderzoek een hoge mate van stabiliteit voor de ijskap afleidde op basis van metingen van volume en zwaartekrachtverandering, het ontbreken van enige significante verandering in ijsafvoer was nooit direct gemeten.

De studie bevestigde ook dat de stroom van de Thwaites en Pine Island-gletsjers van West-Antarctica naar de oceaan blijft versnellen, hoewel de snelheid van acceleratie vertraagt.

In alles, de studie vond een totale ijsafvoer voor het Antarctische continent van 1, 929 gigaton per jaar in 2015, met een onzekerheid van plus of min 40 gigaton. Dat komt neer op een stijging van 36 gigaton per jaar, plus of min 15, sinds 2008. Een gigaton is één miljard ton.

Uit de studie bleek dat ijs uit West-Antarctica - de sector van de Amundsenzee, de Getz-ijsplaat en de Marguerite-baai op het westelijke Antarctische schiereiland waren goed voor 89 procent van de toename.

Computer visie

Het wetenschappelijke team ontwikkelde software die honderdduizenden paren beelden van Antarctische gletsjerbewegingen van Landsats 7 en 8 verwerkte, gevangen van 2013 tot 2015.

Deze werden vergeleken met eerdere radarsatellietmetingen van ijsstroom om veranderingen sinds 2008 te onthullen.

"We passen computervisietechnieken toe waarmee we snel kunnen zoeken naar overeenkomende kenmerken tussen twee afbeeldingen, onthullende complexe patronen van oppervlaktebeweging, ' zei Garder.

In plaats van dat onderzoekers kleine sets afbeeldingen van zeer hoge kwaliteit uit een beperkte regio vergelijken om te zoeken naar subtiele veranderingen, de nieuwigheid van de nieuwe software is dat het kenmerken van honderdduizenden afbeeldingen per jaar kan volgen - zelfs afbeeldingen van wisselende kwaliteit of verduisterd door wolken - over een heel continent.

"We kunnen nu automatisch jaarlijks - een heel jaar - kaarten van de ijsstroom genereren om te zien wat het hele continent doet, ' zei Garder.

De nieuwe Antarctische basislijn moet ijskapmodelbouwers helpen om de bijdrage van het continent aan de toekomstige zeespiegelstijging beter in te schatten.

"We kunnen deze informatie gebruiken om veldcampagnes te targeten, en begrijp de processen die deze veranderingen veroorzaken, "Zei Gardner. "In het volgende decennium, dit alles zal leiden tot een snelle verbetering van onze kennis over hoe ijskappen reageren op veranderingen in oceaan- en atmosferische omstandigheden, kennis die uiteindelijk zal helpen om projecties van zeespiegelveranderingen te informeren."