De oceaan rond Antarctica speelt een cruciale rol bij het reguleren van de massabalans van de ijsbedekking van het continent. We weten nu dat het dunner worden van ijs dat bijna een kwart van de West-Antarctische ijskap treft, duidelijk verband houdt met de oceaan.

De verbinding tussen de Zuidelijke Oceaan en de ijskap van Antarctica ligt in ijsplaten - enorme platen gletsjerijs, vele honderden meters dik, die op de oceaan drijven. IJsplaten schuren tegen kustlijnen en eilanden en ondersteunen de uitstroom van geaard ijs. Wanneer de oceaan ijsplaten van onderaf erodeert, deze ondersteunende werking wordt verminderd.

Terwijl sommige ijsplaten snel dunner worden, anderen blijven stabiel, en de sleutel tot het begrijpen van deze verschillen ligt in de verborgen oceanen onder ijsplaten. Ons recent gepubliceerde onderzoek onderzoekt de oceaanprocessen die het smelten van 's werelds grootste ijsplaat veroorzaken. Het laat zien dat een vaak over het hoofd gezien proces de oorzaak is van het snel smelten van een belangrijk onderdeel van het schap.

Oceaanvingerafdrukken op ijskap smelten

Snel ijsverlies van Antarctica wordt vaak in verband gebracht met Circumpolair Diep Water (CDW). Deze relatief warme (+1C) en zoute watermassa, die wordt gevonden op diepten van minder dan 300 meter rond Antarctica, kan snel smelten veroorzaken. Bijvoorbeeld, in het zuidoosten van de Stille Oceaan, langs de kust van de Amundsenzee in West-Antarctica, CDW steekt het continentaal plat over in diepe geulen en komt in ijsplaten terecht, snel smelten en dunner worden.

interessant, niet alle ijsplaten smelten snel. De grootste ijsplaten, inclusief de uitgestrekte Ross en Filchner-Ronne ijsplaten, lijken dicht bij evenwicht. Ze zijn grotendeels geïsoleerd van CDW door de koude wateren die hen omringen.

De contrasterende effecten van CDW en koud plankwater, gecombineerd met hun distributie, verklaren veel van de variabiliteit in het smelten dat we tegenwoordig rond Antarctica waarnemen. Maar ondanks voortdurende pogingen om de holtes van de ijsplaten te onderzoeken, deze verborgen zeeën behoren tot de minst onderzochte delen van de oceanen van de aarde.

Het is binnen deze context dat ons onderzoek een nieuwe en zwaarbevochten dataset van oceanografische waarnemingen en smeltsnelheden van 's werelds grootste ijsplaat verkent.

Onder de Ross-ijsplaat

In 2011, we gebruikten een 260 meter diep boorgat dat was gesmolten door de noordwestelijke hoek van de Ross Ice Shelf, zeven kilometer van de open oceaan, om instrumenten in te zetten die de oceaancondities en smeltsnelheden onder het ijs bewaken. De instrumenten bleven vier jaar op hun plaats.

De waarnemingen toonden aan dat het verre van een rustig achterwater is, omstandigheden onder de ijsplaat veranderen voortdurend. Water temperatuur, zoutgehalte en stromingen volgen een sterke seizoenscyclus, wat suggereert dat warm oppervlaktewater van het noorden van het ijsfront in de zomer naar het zuiden in de holte wordt getrokken.

Smeltsnelheden op de ligplaats gemiddeld 1,8 meter per jaar. Hoewel dit percentage veel lager is dan de ijsplaten die worden getroffen door warm CDW, het is tien keer hoger dan het gemiddelde tarief voor de Ross Ice Shelf. Sterke seizoensvariabiliteit in de smeltsnelheid suggereert dat deze smelthotspot verband houdt met de zomerinstroom.

Om de omvang van dit effect te beoordelen, we gebruikten een zeer nauwkeurige radar om basale smeltsnelheden in kaart te brengen over een gebied van ongeveer 8, 000 vierkante kilometer rond de ligplaats. Zorgvuldige observaties op ongeveer 80 locaties stelden ons in staat om de verticale beweging van de ijsbasis en interne lagen binnen de ijsplaat over een interval van een jaar te meten. We konden dan bepalen hoeveel van de verdunning werd veroorzaakt door basaal smelten.

Het smelten was het snelst in de buurt van het ijsfront, waar we op korte termijn smeltsnelheden tot 15 centimeter per dag waarnamen - meerdere orden van grootte hoger dan de gemiddelde snelheid van de ijsplaat. Smeltsnelheden verminderd met de afstand tot het ijsfront, maar het snelle smelten reikte tot ver buiten de ligplaats. Smelten uit het onderzoeksgebied was goed voor ongeveer 20% van het totaal van de hele ijsplaat.

Het grotere plaatje

Waarom smelt dit deel van het schap zoveel sneller dan elders? Zoals zo vaak het geval is in de oceaan, het blijkt dat wind een sleutelrol speelt.

Tijdens de winter en de lente, sterke katabatische winden waaien over de westelijke Ross-ijsplaat en drijven zee-ijs van de kust. Dit leidt tot de vorming van een gebied dat vrij is van zee-ijs, een polynya, waar de oceaan wordt blootgesteld aan de atmosfeer. Tijdens de winter, dit gebied van de open oceaan koelt snel af en het zee-ijs groeit. Maar in de lente en de zomer, het donkere oceaanoppervlak absorbeert warmte van de zon en verwarmt, het vormen van een warm oppervlaktezwembad met voldoende warmte om het waargenomen smelten aan te drijven.

Hoewel de smeltsnelheden die we waarnemen veel lager zijn dan die op ijsplaten die worden beïnvloed door CDW, de waarnemingen suggereren dat voor de Ross Ice Shelf, oppervlaktewarmte is belangrijk.

Aangezien deze warmte nauw verbonden is met het oppervlakteklimaat, het is waarschijnlijk dat de voorspelde afname van het zee-ijs in de komende eeuw de basale smeltsnelheden zal verhogen. Hoewel het snelle smelten dat we hebben waargenomen momenteel wordt gecompenseerd door de instroom van ijs, gletsjermodellen laten zien dat dit een structureel kritiek gebied is waar de ijsplaat tegen Ross Island is gespeld. Elke verhoging van de smeltsnelheid kan de ondersteuning van Ross Island verminderen, het vergroten van de afvoer van landijs, en uiteindelijk bijdragen aan de zeespiegel.

Hoewel er nog veel te leren is over deze processen, en verdere verrassingen zijn zeker, één ding is duidelijk. De oceaan speelt een sleutelrol in de dynamiek van de ijskap van Antarctica en om de stabiliteit van de ijskap te begrijpen, moeten we naar de oceaan kijken.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.