Een nieuw artikel biedt nieuw inzicht in de krachten die ervoor zorgen dat 's werelds grootste ijsplaat smelt.

De Ross-ijsplaat, een deel van de Antarctische ijskap dat op de oceaan drijft, meet enkele honderden meters dik en zit meer dan 480, 000 vierkante kilometer, ongeveer zo groot als Spanje. Zijn omvang, en het feit dat het dunner worden van de ijsplaat de stroom van Antarctica's ijskappen naar de oceaan zal versnellen, betekent dat het een aanzienlijk zeespiegelstijgingspotentieel heeft als het zou smelten. Smeltende ijsplaten zoals de Ross zouden de zee de komende eeuwen met enkele meters kunnen doen stijgen.

Een studie die zojuist is gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research:Oceanen helpt om de lokale factoren te onthullen die de stabiliteit van de Ross Ice Shelf beïnvloeden, het verfijnen van voorspellingen over hoe het zal veranderen en de zeestijging in de toekomst zal beïnvloeden.

Eerdere studies over het smelten van ijsplaten waren gericht op de opwarming van de wereldwateren. Maar drie jaar Rosetta-gegevens tonen aan dat de Ross-ijsplaat smelt als gevolg van lokale oppervlaktewateren, en dat het smelten plaatsvindt op een onverwacht deel van het schap. Deze ontdekkingen werden gepubliceerd in een Rosetta-krant die in mei werd gepubliceerd; de nieuwe studie beschrijft de bron van deze vreemde activiteit.

De studie komt voort uit het Rosetta-Ice-project, een drie jaar durende verzameling geologische, oceanografisch, en glaciologische gegevens op Antarctica. Het project heeft een enorme omvang, waarbij een multi-institutionele, interdisciplinair team met gespecialiseerde instrumenten om unieke Antarctische gegevens te verzamelen.

Een nieuwe aanpak

Het Rosetta-team had gegevens nodig over de oceaantemperatuur, zoutgehalte, diepte, en circulatie rond de ijsplaat. traditioneel, deze oceanografische gegevens worden op twee manieren verkregen:onderzoekscruises en diepe ligplaatsen. Omdat de Rosszee het grootste deel van het jaar bedekt is met zee-ijs, Op schepen gebaseerde metingen zijn beperkt tot een korte periode in de hoge Australische zomer. Afgemeerde sensoren, anderzijds, kan meerdere jaren gegevens verzamelen; echter, ze worden over het algemeen niet hoger dan 200 meter onder het wateroppervlak geplaatst, om passerende ijsbergen te vermijden, ze geven dus een minder compleet beeld van wat er rondom de ijsplaat gebeurt.

De Rosetta-wetenschappers hebben een nieuwe benadering gekozen om gegevens uit de Rosszee te verzamelen. Ze hebben zes profileringsdobbers ingezet, genaamd Air-Launched Autonomous Micro Observer, of ALAMO, drijft. Ze maakten parachutes vast aan de drijvers en lanceerden ze vanuit een New York Air National Guard-vliegtuig vanaf 2, 500 voet boven het ijskoude water beneden. De instrumenten waren geprogrammeerd om zee-ijs te vermijden dat hun externe sensoren en antennes zou kunnen beschadigen. In aanvulling, het team koos voor een nieuwe aanpak door de drijvers op de zeebodem te "parkeren" tussen profilering om hun drift op zeestromingen te beperken.

De drijvers verzamelden temperatuur- en zoutgehaltegegevens van de zeebodem naar de oppervlakte, elke dag gegevens per satelliet naar het team terugsturen. Zeven andere drijvers, drie jaar eerder ingezet vanaf een schip, verstrekte gegevens over de toestand van de oceaan verder naar het noorden, weg van de ijsplaat.

Lokale effecten

"Op andere plaatsen op Antarctica, de ijsplaten worden gesmolten door stromen van warm broeikaswater van de diepe oceaan naar de kust, " legde Dave Porter uit, de Lamont-Doherty Earth Observatory-wetenschapper die de nieuwe studie leidde. "Maar veranderende smeltsnelheden voor de Ross worden voornamelijk veroorzaakt door een lokale ophoping van warmte in de oppervlaktelaag. De vraag is:wat bepaalt hoeveel warmte we in de zomer opbouwen? En het antwoord is dat het meestal wordt veroorzaakt door lokale weersprocessen langs het ijsfront."

Het team ontdekte dat de belangrijkste bron van oceaanwarmte waardoor de ijsplaat smolt, zonlicht was dat de bovenste oceaan opwarmde nadat het zee-ijs in de regio in de zomer was verdwenen; zee-ijs reflecteert normaal gesproken zonlicht, terwijl donkerder zeewater het absorbeert. Het team heeft ook grote hoeveelheden zoet water gemeten dat in de Rosszee kwam van snel smeltende ijsplaten in de Amundsenzee ten oosten van de Rosszee. Zodra dit extra zoete water het ijsfront bereikt, het verandert hoe warmte zich van het oppervlak naar de onderkant van de ijsplaat vermengt, waar smelten optreedt, waardoor het team concludeerde dat de toekomstige stabiliteit van de Ross Ice Shelf afhangt van veranderende kustomstandigheden in zowel de Amundsenzee als dichtbij het front van de ijsplaat.

De wetenschappers merkten op dat verhoogde opwarming van de oceaan en het smelten van de ijsplaat zouden kunnen optreden als het zomerseizoen, waarin de zee ijsvrij is, langer wordt, bijvoorbeeld als veranderende lokale winden het zee-ijs wegduwen van de ijsplaat, of een afname van de zomerbewolking waardoor meer zonlicht het oceaanoppervlak kan bereiken.

Co-auteur Scott Springer van Earth &Space Research in Seattle zei dat "deze nieuwe benadering voor het verzamelen van gegevens van de afgelegen continentale platen van Antarctica een nieuwe manier biedt om de betrouwbaarheid te controleren van numerieke modellen die we gebruiken om te begrijpen hoe de Antarctische ijskap zal reageren op toekomstige veranderingen in de oceanen rond Antarctica."

Het belang van lokale omstandigheden in de buurt van het ijsfront toont ook aan dat onderzoekers een manier moeten vinden om deze kleinere processen op te nemen in mondiale klimaatmodellen, waarmee wetenschappers de komende eeuwen klimaateffecten simuleren. Het testen en verfijnen van de mondiale modellen zal van cruciaal belang zijn bij het verkleinen van het bereik van voorspellingen over hoeveel ijs Antarctica zal verliezen in toekomstige klimaten, en hoe hoge zeeën zullen stijgen.

Voor medeauteur Helen Amanda Fricker van de Scripps Institution of Oceanography aan de University of California San Diego laat de studie ook zien hoe belangrijk het is om relatief stabiele gebieden zoals de Ross-ijsplaat te bestuderen. "Veel huidige veldprogramma's zijn gericht op delen van Antarctica waarvan bekend is dat ze veranderen, maar we moeten ook waarnemingen verzamelen in regio's die niet veranderen om te begrijpen hoe de ijskap als geheel werkt, "zei ze. "Dit is van cruciaal belang omdat er een groot bereik blijft in de voorspellingen van de bijdrage van Antarctica aan de zeespiegel in toekomstige klimaten."