Het ROSETTA-Ice-project, een driejarige multi-institutioneel onderzoek naar gegevensverzameling van Antarctisch ijs, heeft een ongekend uitzicht op de Ross Ice Shelf verzameld, de structuur ervan en hoe deze in de loop van de tijd is veranderd. In een onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen , de teamleden van ROSETTA-Ice vertellen hoe ze een oude geologische structuur ontdekten die de stromen van oceaanwater beperkt. De ontdekking suggereert dat lokale zeestromingen een cruciale rol kunnen spelen in de toekomstige terugtrekking van de ijsplaat.

IJsplaten zijn enorme uitgestrekte drijvend ijs die de stroom van Antarctisch ijs naar de oceaan vertragen. ROSETTA-Ice verzamelde gegevens van de enorme Ross Ice Shelf, die helpt de stroom van ongeveer 20 procent van het geaarde ijs van Antarctica in de oceaan te vertragen - wat overeenkomt met 38 voet wereldwijde zeespiegelstijging. Het ijs op Antarctica smelt al in een steeds sneller tempo. Om te voorspellen hoe de ijsplaat zal veranderen naarmate de planeet verder opwarmt, moet inzicht worden verkregen in de complexe manieren waarop het ijs, oceaan, atmosfeer en geologie met elkaar in wisselwerking staan.

Om deze processen beter te begrijpen, het multidisciplinaire ROSETTA-Ice-team benaderde de Ross Ice Shelf net als ontdekkingsreizigers die voor de eerste keer een nieuwe planeet bezochten. Het team stond voor de belangrijkste uitdaging om gegevens te verzamelen uit een regio zo groot als Spanje, en waar ijs dat vaak meer dan duizend voet dik is, meer traditionele op schepen gebaseerde onderzoeken van de zeebodem verhindert. De oplossing was IcePod, een uniek systeem dat is ontworpen om gegevens met een hoge resolutie over de poolgebieden te verzamelen. IcePod is ontwikkeld aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University en gemonteerd op een vrachtvliegtuig. Zijn instrumenten meten de hoogte van de ijsplaat, dikte en interne structuur, en het magnetische en zwaartekrachtsignaal van de onderliggende rots.

Elke keer dat het team over de ijsplaat vloog, De magnetometer van de IcePod (die het magnetische veld van de aarde meet) toonde een vlak en bijna onveranderlijk signaal. Dat is, tot halverwege de ijsplaat, toen het instrument tot leven kwam, grote variaties vertonen, net als de hartslag op een cardiogram. Toen het team hun resultaten in kaart bracht, het werd duidelijk dat deze "hartslag" altijd in het midden van de ijsplaat verscheen, het identificeren van een voorheen niet in kaart gebracht segment van de geologische grens tussen Oost- en West-Antarctica.

Het team gebruikte vervolgens IcePod's metingen van het zwaartekrachtveld van de aarde om de vorm van de zeebodem onder de ijsplaat te modelleren. "We konden zien dat de geologische grens de zeebodem aan de Oost-Antarctische kant veel dieper maakte dan het Westen, en dat beïnvloedt de manier waarop het oceaanwater onder de ijsplaat circuleert, " legde Kirsty Tinto uit, de Lamont-onderzoeker die alle drie veldexpedities leidde en hoofdauteur van de studie is.

Met behulp van de nieuwe kaart van de zeebodem onder de ijsplaat, het team voerde een model uit van de oceaancirculatie en het effect ervan op het smelten van ijsplaten. Vergeleken met de Amundsenzee in het oosten, waar warm water het continentale plat kruist om snel smelten van de ijsplaten te veroorzaken, weinig warm water bereikt de Ross Ice Shelf. In de Rosszee wordt warmte uit de diepe oceaan afgevoerd door de koude winteratmosfeer in een gebied met open water, genaamd de Ross Shelf Polynya, alvorens onder de ijsplaat te stromen. Het model toonde aan dat dit koude water diepere delen van Oost-Antarctische gletsjers doet smelten, maar het wordt van de westkant van Antarctica weggestuurd door de diepteverandering bij de oude tektonische grens.

In een verrassende wending, echter, het team ontdekte dat de polynya ook bijdraagt ​​​​aan een regio met intense zomersmelterijen langs de voorrand van de ijsplaat. Dit smelten werd bevestigd in de radarbeelden van de interne structuur van de ijsplaat. "We ontdekten dat het ijsverlies van de Ross-ijsplaat en de stroming van het aangrenzende geaarde ijs gevoelig zijn voor veranderingen in processen langs het ijsfront, zoals verhoogde zomeropwarming als zee-ijs of wolken afnemen, " zei Laurie Padman, een co-auteur en senior wetenschapper bij Earth and Space Research.

Algemeen, de resultaten geven aan dat modellen die worden gebruikt om Antarctisch ijsverlies in toekomstige klimaten te voorspellen, rekening moeten houden met veranderende lokale omstandigheden nabij het ijsfront, niet alleen de grootschalige veranderingen in de circulatie van warm diep water. "We kwamen erachter dat het deze lokale processen zijn die we moeten begrijpen om goede voorspellingen te kunnen doen, ' zei Tinto.