Wanneer een blok ijs zo groot als Houston, Texas, brak in 2019 af van de Amery-ijsplaat van Oost-Antarctica, wetenschappers hadden geanticipeerd op het afkalven, maar niet precies waar het zou gebeuren. Nutsvoorzieningen, satellietgegevens kunnen wetenschappers helpen de diepte en vorm van ijsplaatbreuken te meten om beter te voorspellen wanneer en waar afkalving zal plaatsvinden, volgens onderzoekers.

IJsplaten vormen bijna 75% van de kustlijn van Antarctica en ondersteunen - of houden - de grotere gletsjers op het land tegen, zei Shujie Wang, assistent-professor geografie aan Penn State. Als de ijsplaten zouden instorten en de gletsjers van Antarctica in de oceaan zouden vallen of smelten, de zeespiegel zou tot 200 voet stijgen.

"Als we proberen de toekomstige bijdrage van Antarctica aan de zeespiegelstijging te voorspellen, de grootste onzekerheid is de stabiliteit van de ijsplaat, " zei Wang, die ook een aanstelling heeft bij het Earth and Environmental Systems Institute. "Er is geen gemakkelijke manier om de diepte van breuken in het veld op regionale schaal in kaart te brengen. We ontdekten dat satellietgegevens de diepte en oppervlaktemorfologie van ijsplaatbreuken kunnen vastleggen en ons daardoor in staat stellen om deze informatie consistent over een groot bereik te volgen."

Wang en haar collega's onderzochten gegevens met een hoge resolutie die werden verzameld door de Ice, Cloud en Land Elevation Satellite (ICESat-2) boven de Amery Ice Shelf, die ongeveer zo groot is als West Virginia, tussen oktober 2018 en november 2019. De satelliet schiet groene laserpulsen naar het landoppervlak en gebruikt gereflecteerde fotonen om de oppervlaktehoogte te bepalen. Terwijl andere satellieten een resolutie hebben van enkele duizenden meters, ICESat-2 heeft een resolutie van ongeveer 56 voet, waardoor het kleinere fracturen en de fractuurmorfologie kan zien.

De onderzoekers hebben vervolgens de ICESat-2-gegevens door een algoritme geleid dat kenmerken van oppervlaktedepressie identificeert om breuken in het ijs te lokaliseren en te karakteriseren. Ze rapporteerden hun resultaten in het tijdschrift Remote sensing van de omgeving .

De onderzoekers identificeerden drie soorten fracturen:U-vormige, parabolische en V-vormige breuken - tot 50 voet diep in de ijsplaat. Ze realiseerden zich ook dat deze oppervlakte-informatie inzicht geeft in wat er honderden meters onder het ijsoppervlak gebeurt.

Basale breukmorfologie - de vorm en grootte van breuken aan de basis van de ijsplaat - is evenredig met de oppervlaktedepressies, volgens Wang. Naarmate de gletsjer die de ijskap ondersteunt meer sneeuw en ijs ophoopt, de parabolische breuken stromen naar de randen van de ijsplaat. Zodra ze een bepaalde grens overschrijden, die oppervlaktebreuken hebben een groter potentieel om dieper in het ijs door te dringen als de basale breuken zich naar boven uitstrekken. Deze breuken kunnen dan V-vormig worden, mogelijk een signaal dat zich een breuk heeft gevormd - een breuk die de hele dikte van de ijskap doordringt. Deze kloven veroorzaken vaker afkalvingsgebeurtenissen.

"Het opnemen van op satellieten gebaseerde verticale informatie kan toekomstige ijsplaatmodellen verbeteren, "Zei Wang. "Het kan ons helpen om afkalffronten te voorspellen en waar een ijsplaat kwetsbaar is voor deze gebeurtenissen."