Glaciologen aan de Universiteit van Californië, Irvine en NASA's Jet Propulsion Laboratory hebben de dynamiek onderzocht die ten grondslag ligt aan het afkalven van de Delaware-sized ijsberg A68 van Antarctica's Larsen C-ijsplaat in juli 2017, het vinden van de waarschijnlijke oorzaak een dunner worden van ijsmelange, een modderig mengsel van door de wind geblazen sneeuw, ijsbergpuin en bevroren zeewater dat normaal gesproken werkt om kloven te helen.

In een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences , de onderzoekers melden dat hun modelleringsstudies hebben aangetoond dat het dunner worden van melanges een belangrijke oorzaak is van het instorten van de ijsplaat. De circulatie van oceaanwater onder ijsplaten en stralingswarmte van bovenaf, ze zeggen, ijsmelange geleidelijk verslechteren in de loop van decennia.

Aangezien wordt aangenomen dat ijsplaten de gletsjers op het land ondersteunen en verhinderen om sneller in de oceaan te stromen, deze nieuwe kennis over scheurdynamiek belicht een voorheen ondergewaardeerd verband tussen klimaatverandering en stabiliteit van de ijsplaat.

"Het dunner worden van de ijsmelange die grote delen van drijvende ijsplaten aan elkaar lijmt, is een andere manier waarop klimaatverandering ervoor kan zorgen dat de ijsplaten van Antarctica snel terugtrekken. " zei co-auteur Eric Rignot, UCI-hoogleraar Aardsysteemwetenschap. "Met dit in gedachten, misschien moeten we onze schattingen over de timing en omvang van de zeespiegelstijging als gevolg van het verlies van poolijs heroverwegen, d.w.z. het zou eerder en met een grotere knal kunnen komen dan verwacht."

Met behulp van NASA's ijskap en zeeniveausysteemmodel, observaties van de operatie IceBridge-missie van het bureau, en gegevens van NASA en Europese satellieten, de onderzoekers beoordeelden honderden scheuren in de Larsen C-ijsplaat om te bepalen welke het meest kwetsbaar waren om te breken. Ze selecteerden 11 scheuren van boven naar beneden voor diepgaande studie, modelleren om te zien in welke van de drie scenario's de kans op breken het grootst is:als de ijsplaat dunner wordt door smelten, als de ijsmelange dunner werd, of als zowel de ijsplaat als de melange dunner is geworden.

"Veel mensen dachten intuïtief, "Als je de ijsplaat dunner maakt, je gaat het veel kwetsbaarder maken, en het gaat breken, '", zei hoofdauteur Eric Larour, NASA JPL-onderzoekswetenschapper en groepssupervisor.

In plaats daarvan, het model toonde aan dat een dunner wordende ijsplaat zonder enige verandering in de melange werkte om de kloven te genezen, met een gemiddelde jaarlijkse verbreding die daalt van 79 tot 22 meter (259 tot 72 voet). Het dunner worden van zowel de ijsplaat als de melange vertraagde ook de verbreding van de kloof, maar in mindere mate. Maar bij het modelleren van alleen melange dunner, de wetenschappers vonden een verbreding van de kloven van een gemiddelde jaarlijkse snelheid van 76 tot 112 meter (249 tot 367 voet).

Het verschil, Larour legde uit, weerspiegelt de verschillende aard van de stoffen.

"De melange is om te beginnen dunner dan ijs, " zei hij. "Als de melange maar 10 of 15 meter dik is, het is verwant aan water, en de scheuren in de ijsplaat komen vrij en beginnen te barsten."

Zelfs in de winter, warmer oceaanwater kan de melange van onderaf bereiken omdat kloven zich door de gehele diepte van een ijsplaat uitstrekken.

"De heersende theorie achter de toename van het afkalven van grote ijsbergen op het Antarctisch Schiereiland is hydrofracturering, waarin smeltpoelen op het oppervlak water door scheuren in de ijsplaat laten sijpelen, die uitzetten als het water weer bevriest, " zei Rignot, die ook een NASA JPL senior onderzoekswetenschapper is. "Maar die theorie kan niet verklaren hoe ijsberg A68 van de Larsen C-ijsplaat kon breken in het holst van de Antarctische winter wanneer er geen smeltbaden aanwezig waren."

Hij zei dat hij en anderen in de gemeenschap van cryosfeerstudies getuige zijn geweest van het instorten van de ijsplaat op het Antarctisch Schiereiland, voortkomend uit een terugtocht die decennia geleden begon.

"We zijn eindelijk begonnen met het zoeken naar een verklaring waarom deze ijsplaten zich begonnen terug te trekken en in deze configuraties kwamen die onstabiel werden decennia voordat hydrofracturering erop kon inwerken, Rignot zei. "Hoewel de dunner wordende ijsmelange niet het enige proces is dat het zou kunnen verklaren, het is voldoende om rekening te houden met de verslechtering die we hebben waargenomen."

Samen met Rignot en Larour aan dit door NASA gefinancierde project waren Bernd Scheuchl, UCI associate project scientist in Earth system science, en Mattia Poinelli, een doctoraat kandidaat in geowetenschappen en teledetectie aan de Technische Universiteit Delft in Nederland.