Een nieuwe studie zegt dat veel van de ijsplaten rond Antarctica kwetsbaar kunnen zijn voor snelle vernietiging als stijgende temperaturen smeltwater in de talrijke breuken drijven die momenteel hun oppervlak binnendringen. De planken helpen de gletsjers in het binnenland naar de oceaan te vertragen, dus als ze zouden falen, de zeespiegel over de hele wereld zou daardoor snel kunnen stijgen. Het onderzoek verschijnt deze week in het toonaangevende tijdschrift Natuur .

IJsplaten zijn gigantische ijstongen die op de oceaan rond de randen van het continent drijven. De uitgestrekte landgebonden gletsjers achter hen duwen constant zeewaarts. Maar omdat veel planken grotendeels zijn opgesloten in uitgestrekte baaien en kloven, ze worden vanaf de zijkanten samengedrukt en vertragen de mars van de gletsjers - een beetje zoals iemand in een smalle gang die zijn armen tegen de muren steunt om iemand te vertragen die langs hen probeert te duwen. Maar ijsplaten ervaren een concurrerende spanning:ze strekken zich uit als ze de oceaan naderen. Satellietwaarnemingen tonen aan dat, als resultaat, ze scheuren uit elkaar; de meeste zijn geharkt met talrijke lange breuken loodrecht op de rekrichting. Breuken die zich aan de oppervlakte vormen, kunnen tientallen meters diep zijn; anderen, van onderaf vormen, kan honderden meters naar boven door het ijs dringen. Sommige breuken zijn honderden meters breed.

Momenteel, de meeste schappen zijn het hele jaar door bevroren, en stabiel. Maar wetenschappers voorspellen dat wijdverbreide opwarming later in de eeuw zou kunnen plaatsvinden. En, bestaand onderzoek heeft aangetoond dat zelfs subtiele temperatuurschommelingen wijdverbreid smelten kunnen stimuleren. Dit kan ertoe leiden dat smeltwater in de oppervlaktebreuken stroomt. Dergelijke pieken zouden mogelijk hydrofracturering veroorzaken - een proces waarbij vloeibaar water, zwaarder dan ijs, met geweld de breuken zou forceren om open te ritsen, en ervoor zorgen dat de plaat snel uiteenvalt. De nieuwe studie schat dat 50 tot 70 procent van de gebieden van de ijsplaten die de gletsjers ondersteunen, kwetsbaar zijn voor dergelijke processen.

"Het gaat niet alleen om smelten, maar waar het smelt, " zei hoofdauteur Ching-Yao Lai, een postdoctoraal onderzoeker aan de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University.

"De ijsplaten - dat is de zwakke plek, waar de sfeer, het ijs en de oceaan werken samen, " zei studie co-auteur Jonathan Kingslake, een glacioloog in Lamont-Doherty. "Als ze vollopen met smeltwater, dingen kunnen daarna heel snel gebeuren, en er kunnen grote gevolgen zijn voor de zeespiegel."

Op enkele plaatsen heeft zich al hydrofracturering voorgedaan. Delen van de Larsen-ijsplaat, die al minstens 10 jaar stabiel was, 000 jaar, uiteengevallen in slechts enkele dagen in 1995 en 2002. Dit werd gevolgd door het gedeeltelijk uiteenvallen van de Wilkins-ijsplaat in 2008 en 2009. De belangrijkste overeengekomen oorzaken:hydrofracturering. De Larsen en Wilkins vormen het meest noordelijke ijs van het continent, en waren dus de eersten die leden onder stijgende temperaturen en seizoensgebonden smelten.

De nieuwe studie volgt op een artikel uit 2017 onder leiding van Kingslake, waaruit blijkt dat seizoensgebonden vijvers en beekjes op het ijsoppervlak veel vaker voorkomen op Antarctica dan eerder werd aangenomen; sommige reiken binnen 375 mijl van de Zuidpool. Maar de meeste gecatalogiseerde kenmerken zijn op plaatsen die niet onderhevig zijn aan hydrofracturering. De nieuwe studie toont aan dat, tot dusver, slechts ongeveer 0,6 procent van de Oost-Antarctische ijsplaten die een ondersteunende ervaring bieden met smeltwaterplassen, waardoor ze kwetsbaar zijn. Een veel groter percentage zou mogelijk in gevaar komen, als de opwarming aanslaat.

In samenwerking met Cameron Chen, een onderzoeker van Google, Lai heeft een machinaal lerend model getraind om locaties van ijsplateaubreuken op Antarctica te identificeren, om de eerste continent-brede kaart van dergelijke functies te produceren. Hoewel de meeste breuken nu geen vloeibaar water bevatten, de wetenschappers overwogen toekomstige gevallen waarin smeltwater de oppervlaktebreuken volledig zou kunnen vullen. Hierdoor konden ze voorspellen welke delen van de planken kwetsbaar zouden zijn voor hydrofracturering, wanneer rekening wordt gehouden met de concurrerende krachten van compressie vanaf de zijkanten, en rekken van het ijs van achteren naar voren.

Ze berekenden dat de instroom van vloeistof in de bestaande breuken mogelijk voldoende kracht zou kunnen uitoefenen om wijdverbreide hydrofracturering te veroorzaken in 50 tot 70 procent van de ijsplateaugebieden die ondersteuning bieden. De belangrijkste uitzonderingen waren kleiner, zwaardere ijsgebieden die het dichtst bij het land liggen, die minder stress ervaren door uitrekken. De einddelen van de planken, meestal omgeven door open oceaan, zijn ook kwetsbaar, maar vrij zwevend als ze doen, die helpen niet om de gletsjers tegen te houden.

Terwijl de studie een waarschuwing flitst, de onderzoekers zeggen dat ze het gedrag van de ijsplaten niet nauwkeurig kunnen voorspellen. "Hoe snel smeltwater zich zou vormen en die scheuren zou opvullen, is de eerste vraag, "zei Kingslake. Hij zei dat het worstcasescenario zou zijn dat "veel plaatsen tegen het einde van de eeuw door heel veel water zullen worden bedekt." Maar de projecties lopen sterk uiteen, afhankelijk van welke modellen wetenschappers gebruiken, en hoe krachtig de mensheid broeikasgassen vermindert, of niet. De tweede vraag is of bepaalde locaties hydrofracturering zullen ondergaan, hij zei. De derde vraag:of het proces zou weglopen, waardoor de plank explosieve Larsen-type desintegratie ondergaat.

Theodorus Scambos, een toonaangevende Antarctische glacioloog en het National Snow and Ice Data Center, zei dat de krant "goed werk doet door te wijzen op gebieden waar men kan zeggen:'Als het hier overstroomt met smelt, het zal waarschijnlijk de plank breken." Hij voegde eraan toe dat het "enorme gevolgen heeft voor de zeespiegel" als de zomertemperaturen langs de kusten stijgen.

"Eventueel, alle ijsplaten zouden kunnen worden bedekt door smeltwater, "zei Lai. "Maar we hebben geen tijdschema, en er zijn nog veel grote vragen."