Voor de eerste keer, een onderzoeksteam onder leiding van op CIRES gebaseerde wetenschappers, heeft direct waargenomen dat een Antarctische ijsplaat buigt onder het gewicht van smeltend smeltwater op de top, een fenomeen dat mogelijk heeft geleid tot de ineenstorting van de Larsen B-ijsplaat in 2002. En de buiging van de ijsplaat kan mogelijk gevolgen hebben voor andere kwetsbare ijsplaten, waardoor ze uiteenvallen, het versnellen van de afvoer van ijs in de oceaan en bijdragen aan de wereldwijde zeespiegelstijging.

"Wetenschappers voorspellen en modelleren dit proces al een tijdje, maar niemand heeft ooit veldgegevens verzameld waaruit bleek dat het tot nu toe gebeurde, " zei Alison Banwell, CIRES postdoctoraal gastonderzoeker en hoofdauteur van de nieuwe studie die vandaag is gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

Banwell, voorheen aan het Scott Polar Research Institute aan de Universiteit van Cambridge, en haar team werden geïnspireerd om de oorzaken van de verzwakking van de ijsplaat nader te bekijken na analyse van het catastrofale uiteenvallen van de Larsen B-ijsplaat. Die breuk haalde de krantenkoppen in 2002 als 1, 250 vierkante mijl ijs brak weg in de oceaan; de wetenschappers merkten dat in de maanden voorafgaand aan het uiteenvallen, de ijsplaat was bezaaid met meer dan 2000 smeltwatermeren.

"Tijdens het smeltseizoen, meren kunnen zich vormen op het oppervlak van ijsplaten, het bundelen van het gewicht van smeltende sneeuw en ijs in vele gebieden van vloeibaar water, " zei co-auteur Ian Willis, CIRES sabbatical visiting fellow ook van SPRI in Cambridge.

Smeltwatermeren kunnen water bevatten dat elk vijftigduizend tot twee miljoen ton weegt, en dat duwt naar beneden op het ijs, een streepje maken. Als het meer leegloopt, dit streepje verschijnt weer. Als de resulterende spanning groot genoeg is, het ijs rond het meerbassin verzwakt, en kan beginnen te breken, voorspellen de onderzoekers.

Om te meten hoeveel deze smeltwatermeren het drijvende Antarctische ijs vervormden, Banwell, Willis, en medewerkers van de Universiteit van Chicago onder leiding van Doug MacAyeal moesten eerst uitzoeken waar ze dachten dat de meren zich zouden ontwikkelen. "We zochten naar depressies op het oppervlak van de ijsplaat, die gecombineerd met het bestuderen van satellietbeelden, heeft ons geholpen te anticiperen waar de meren zouden ontstaan ​​wanneer het smeltseizoen begon", zei Willis.

Het team identificeerde vier meerbassins om uit te rusten met GPS-sensoren en gaf ze fantasierijke namen. Er was "Pinda, "in de vorm van een dubbele pinda in zijn schaal, en "Verkeerde broek, " genoemd naar de lange steltlopers die Banwell droeg om toegang te krijgen tot het midden van een diep meer; de steltlopers leken op de mechanische broek uit de kleifilm Wallace and Gromit:The Wrong Trousers.

In november 2016, voordat het smeltseizoen begon, het team reed met sneeuwscooters vanaf het Amerikaanse McMurdo Station over het bevroren zee-ijs om toegang te krijgen tot hun veld op de McMurdo Ice Shelf, honderden kilo's materiaal op sleeën trekken. Bij de vier meren, ze installeerden op zichzelf staande instrumenten met zeer nauwkeurige GPS-stations, verticale hoogte meten, en druksensoren om de waterdiepte van het meer te meten - elk bevestigd op een metalen paal die meer dan twee meter diep in het ijs is geboord. Drie maanden later, ze vlogen per helikopter om de instrumenten op te halen - tegen die tijd, het zee-ijs was te dun om het gewicht van een voertuig te dragen.

Het team vond dat in het midden van elk meer, de ijsplaat bewoog ongeveer drie tot vier voet naar beneden en vervolgens omhoog als reactie op elk meer dat zich vulde en vervolgens leegliep. Maar op ongeveer 1500 voet van elk meer was er vrijwel geen verticale beweging. Hoewel deze buiging er niet voor zorgde dat de McMurdo Ice Shelf brak, het team gebruikte modellering om te voorspellen dat iets grotere meren in de buurt een breuk zouden kunnen veroorzaken. "Dat is hoogstwaarschijnlijk wat er in 2002 met Larsen B is gebeurd, ' zei Banwell.

"En klimaatmodellen voorspellen dat er de komende decennia meer zal smelten over meer ijsplaten, wat leidt tot een toename van het voorkomen van smeltwatermeren, ’ voegde Willis toe.

"Deze observaties zijn belangrijk omdat ze ons helpen de oorzaken van het uiteenvallen van de ijsplaat beter te begrijpen, wat leidt tot zeespiegelstijging, " zei Banwell. "Onze resultaten kunnen worden gebruikt om modellen te verbeteren om beter te voorspellen welke ijsplaten kwetsbaarder zijn en het meest vatbaar zijn voor instorting."