Een wereldwijd team van wetenschappers, waaronder een aantal van Scripps Institution of Oceanography aan de University of California San Diego, ontdekte de plotselinge ondergang van een groot, diep, met ijs bedekt meer op het oppervlak van een Antarctische ijsplaat.

Deze zeldzame gebeurtenis, opgetekend in een studie die vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd Geofysische onderzoeksbrieven , vond plaats tijdens de Antarctische winter van 2019 op Amery Ice Shelf in Oost-Antarctica, en er wordt geschat dat 600-750 miljoen kubieke meter (21-26 miljard kubieke voet) water, ongeveer twee keer het volume van San Diego Bay, gingen verloren in de oceaan.

Auteurs van de studie gebruikten beelden van een radarsatelliet die tijdens de poolnacht kan "zien" om de timing van het evenement vast te pinnen op een week of minder in juni. Na drainage, in plaats van het meer, er was een kraterachtige depressie in het oppervlak van de ijsplaat, met een oppervlakte van ongeveer elf vierkante kilometer (4,25 vierkante mijl). Deze oppervlaktedepressie, bekend als een ijs "doline, " bevatte de gebroken overblijfselen van de ijslaag.

"We geloven dat het gewicht van het water dat zich in dit diepe meer verzamelde, een spleet opende in de ijsplaat onder het meer, een proces dat bekend staat als hydrofractuur, waardoor het water wegstroomt naar de oceaan beneden, " zei hoofdauteur Roland Warner, een glacioloog bij het Australian Antarctic Program Partnership aan de Universiteit van Tasmanië.

Het hydrofractuurproces is betrokken bij het instorten van kleinere ijsplaten op het Antarctisch Schiereiland, waar smeltwater wordt gevormd op het oppervlak van ijsplaten tijdens de Australische zomer, maar je ziet hem niet vaak rijden door ijs zo dik als de 1400 meter (4, 590 voet) op deze locatie op Amery Ice Shelf.

Het Australische winterevenement werd ook vastgelegd door een laserinstrument met groen licht op NASA's ICESat-2. Deze satelliet zendt pulsen van fotonen uit en lokaliseert nauwkeurig het reflectiepunt van elk foton dat het van de aarde ontvangt.

Herhaalde banen van ICESat-2 op de exacte grondsporen voor en na de afwatering van het meer onthulden de verticale schaal van de verstoring. Het ijsoppervlak viel maar liefst 80 meter (260 voet) in de dolineholte, hoewel het verlies van de waterbelasting de drijvende ijsplaat lichter maakte en de oceaandruk ervoor zorgde dat deze omhoog buigt, met de directe omgeving van het meer stijgt maar liefst 36 meter (118 voet).

"Het is opwindend om te zien dat ICESat-2 ons details laat zien van processen die plaatsvinden op de ijskap op zo'n fijne ruimtelijke schaal, " zei co-auteur Helen Amanda Fricker, een glacioloog bij Scripps Institution of Oceanography die lange tijd actieve subglaciale meren heeft bestudeerd, ze ontdekten in 2007. "Aangezien oppervlaktesmeltwater op ijsplaten hun instorting kan veroorzaken, wat uiteindelijk leidt tot zeespiegelstijging wanneer geaard ijs niet langer wordt tegengehouden, het is belangrijk om de processen te begrijpen die ijsplaten verzwakken."

In de afgelopen decennia met stijgende luchttemperaturen, sommige ijsplaten hebben meer oppervlaktesmelting ervaren, en de meest recente modelprojecties voor toekomstige opwarming laten zien dat die trend zich voortzet en dat er meer smeltmeren ontstaan. Dit verhoogt het risico op wijdverbreide hydrofracturering, wat kan leiden tot het instorten van ijsplaten, waardoor een snellere afvoer van ijs van geaarde ijskappen en een stijging van de zeespiegel mogelijk wordt. Nutsvoorzieningen, mogelijk grotere stromen naar diepe, met ijs bedekte meren en hydrofractuur van dikke ijsplaten moeten ook worden overwogen in projecties voor toekomstige opwarming, aldus onderzoekers.

Het team gebruikte ook kaarten van oppervlaktehoogte die zijn gegenereerd door het Polar Geospatial Center (PGC) van de Universiteit van Minnesota om aan te tonen dat de verstoring het regionale landschap over 60 vierkante kilometer (23 vierkante mijl) veranderde.

De hoeveelheid water die in de oceaan verloren ging, werd berekend met behulp van het volume van de holte en de mate van opwaartse druk. Terwijl Amery Ice Shelf in de Australische zomer veel smeltmeren en stromen heeft, de hoeveelheid water die verloren ging toen het meer leegliep, was vele malen de jaarlijkse invoer van smeltwater.

De verhoging van het meer creëerde een nieuw meer uit een ondiepe arm van de oorspronkelijke. Tijdens het volgende smeltseizoen vulde dit meer zich binnen enkele dagen met meer dan een miljoen kubieke meter per dag en stroomde over in de dolineholte. Toen ICESat-2 een paar dagen later opnieuw de doline overschreed, het team was in staat om een ​​smeltwaterkanaal van 20 meter (65 voet) breed te meten, vers gesneden in de doline, het detecteren van het wateroppervlak op drie meter diepte, en fotonen die nog eens drie meter lager uit de stroombedding worden verspreid.

De auteurs zeggen dat het te vroeg is om te concluderen dat de afwatering van dit smeltwatermeer verband hield met bredere trends zoals de opwarming van het klimaat rond Antarctica. Met deze nieuwe observatiemogelijkheid, en naarmate er meer ICESat-2- en PGC-gegevens worden verzameld, Fricker zegt dat ze in staat zullen zijn om beter te begrijpen hoe vaak deze diepe meren zijn en hoe ze zich in de loop van de tijd ontwikkelen.

"Deze abrupte gebeurtenis was blijkbaar het hoogtepunt van tientallen jaren van ophoping en opslag van smeltwater onder dat isolerende deksel van ijs, " zei co-auteur Jonathan Kingslake, professor aan het Lamont Doherty Earth Observatory aan de Columbia University, die hielpen bij het meten van het oppervlaktesmeltwater.

De toekomst van de nieuw gevormde doline is onzeker. Het kan weer smeltwater ophopen of vaker naar de oceaan stromen. Het lijkt erop dat de spleet in het smeltseizoen van 2020 kort heropend is. Het is zeker dat wetenschappers nu zullen toekijken.