Wetenschap
Satellietradargegevens onthullen krachtig smelten op de Thwaites-gletsjer op Antarctica
Een team van glaciologen onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Californië, Irvine, gebruikte satellietradargegevens met hoge resolutie om bewijs te vinden van het binnendringen van warm zeewater onder hoge druk, vele kilometers onder het geaarde ijs van de Thwaites-gletsjer in West-Antarctica.
In een studie gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences zei het door UC Irvine geleide team dat het wijdverbreide contact tussen oceaanwater en de gletsjer – een proces dat overal op Antarctica en op Groenland wordt herhaald – ‘krachtig smelten’ veroorzaakt en mogelijk een herbeoordeling van de voorspellingen van de mondiale zeespiegelstijging vereist.
De glaciologen vertrouwden op gegevens die tussen maart en juni 2023 waren verzameld door de Finse commerciële satellietmissie ICEYE. De ICEYE-satellieten vormen een "constellatie" in een polaire baan rond de planeet, waarbij ze gebruik maken van InSAR (interferometer synthetische apertuurradar) om veranderingen op het aardoppervlak voortdurend in de gaten te houden. Veel passages van een ruimtevaartuig over een klein afgebakend gebied leveren vloeiende gegevensresultaten op. In het geval van dit onderzoek toonde het de opkomst, ondergang en buiging van de Thwaites-gletsjer.
"Deze ICEYE-gegevens leverden een lange reeks dagelijkse waarnemingen op die nauw aansluiten bij de getijdencycli", zegt hoofdauteur Eric Rignot, hoogleraar aardsysteemwetenschappen aan de UC Irvine.
"In het verleden hadden we sporadisch beschikbare gegevens, en met slechts die paar waarnemingen was het moeilijk om erachter te komen wat er gebeurde. Als we een continue tijdreeks hebben en die vergelijken met de getijdencyclus, zien we het zeewater binnenkomen op hoogwater en terugtrekkend en soms dieper onder de gletsjer door, en vast komen te zitten. Dankzij ICEYE zijn we voor het eerst getuige van deze getijdendynamiek."
Michael Wollersheim, directeur analytics van ICEYT, zei:‘Tot nu toe zijn enkele van de meest dynamische processen in de natuur onmogelijk met voldoende details of frequentie waar te nemen om ons in staat te stellen ze te begrijpen en te modelleren. Deze processen observeren vanuit de ruimte en het gebruik van radarsatelliet Beelden, die InSAR-metingen op centimeterniveau leveren met een dagelijkse frequentie, zelfs tot drie keer per dag, betekenen een aanzienlijke sprong voorwaarts."
Rignot zei dat het project hem en zijn collega's heeft geholpen een beter begrip te ontwikkelen van het gedrag van zeewater aan de onderkant van de Thwaites-gletsjer. Hij zei dat zeewater dat binnenkomt aan de voet van de ijskap, gecombineerd met zoet water gegenereerd door geothermische flux en wrijving, zich ophoopt en 'ergens moet stromen'. Water wordt verspreid via natuurlijke leidingen of verzamelt zich in holtes, waardoor er voldoende druk ontstaat om de ijskap omhoog te brengen.
"Er zijn plaatsen waar het water bijna de druk heeft van het bovenliggende ijs, dus er is net iets meer druk nodig om het ijs omhoog te duwen", zei Rignot. "Het water wordt dan voldoende samengedrukt om een kolom van meer dan een halve mijl ijs op te tillen."
En het is niet zomaar zeewater. Al tientallen jaren verzamelen Rignot en zijn collega's bewijs van de impact van klimaatverandering op oceaanstromingen, die warmer zeewater naar de kusten van Antarctica en andere poolijsgebieden drijven.
Circumpolair diep water is zout en heeft een lager vriespunt. Terwijl zoet water bevriest bij nul graden Celsius, bevriest zout water bij min twee graden, en dat kleine verschil is genoeg om bij te dragen aan het ‘krachtige smelten’ van basaal ijs, zoals blijkt uit het onderzoek.
Co-auteur Christine Dow, professor aan de Faculteit Milieu aan de Universiteit van Waterloo in Ontario, Canada, zei:"Thwaites is de meest onstabiele plek op Antarctica en bevat het equivalent van 60 centimeter zeespiegelstijging. De zorg is dat we onderschatten de snelheid waarmee de gletsjer verandert, wat verwoestend zou zijn voor kustgemeenschappen over de hele wereld."
Rignot zei dat hij hoopt en verwacht dat de resultaten van dit project een impuls zullen geven aan verder onderzoek naar de omstandigheden onder de Antarctische gletsjers, tentoonstellingen met autonome robots en meer satellietobservaties.
"Er is veel enthousiasme vanuit de wetenschappelijke gemeenschap om naar deze afgelegen poolgebieden te gaan om gegevens te verzamelen en ons begrip van wat er gebeurt op te bouwen, maar de financiering blijft achter", zei hij.
‘We opereren in 2024 met hetzelfde budget in echte dollars als in de jaren negentig. We moeten de gemeenschap van glaciologen en fysische oceanografen laten groeien om deze observatieproblemen eerder vroeger dan later aan te pakken, maar op dit moment zijn we nog steeds de Mount Everest aan het beklimmen. in tennisschoenen."
Op de korte termijn zei Rignot, die tevens senior projectwetenschapper is bij het Jet Propulsion Laboratory van NASA, dat dit onderzoek een blijvend voordeel zal opleveren voor de ijskapmodelleringsgemeenschap.
‘Als we dit soort oceaan-ijs-interactie in ijskapmodellen stoppen, verwacht ik dat we veel beter zullen kunnen reproduceren wat er in de afgelopen kwart eeuw is gebeurd, wat zal leiden tot een hoger niveau van vertrouwen in onze projecties", zei hij. "Als we dit proces zouden kunnen toevoegen dat we in het artikel hebben geschetst en dat niet is opgenomen in de meeste huidige modellen, zouden de modelreconstructies veel beter moeten aansluiten bij de waarnemingen. Het zou een grote overwinning zijn als we dat zouden kunnen bereiken."
Dow voegde hieraan toe:“Op dit moment hebben we niet genoeg informatie om op de een of andere manier te zeggen hoeveel tijd er is voordat het binnendringen van oceaanwater onomkeerbaar is. Door de modellen te verbeteren en ons onderzoek te concentreren op deze cruciale gletsjers, zullen we proberen om zorg ervoor dat deze cijfers op zijn minst tientallen jaren in plaats van eeuwen worden vastgelegd. Dit werk zal mensen helpen zich aan te passen aan de veranderende oceaanniveaus, en zich te concentreren op het verminderen van de CO2-uitstoot om het ergste scenario te voorkomen."
Rignot en Dow werden bij dit project vergezeld door Enrico Ciraci, assistent-specialist in aardsysteemwetenschap van UC Irvine en postdoctoraal onderzoeker bij NASA; Bernd Scheuchl, UC Irvine-onderzoeker in aardsysteemwetenschap; en Valentyn Tolpekin en Wollershiem van het ICEYE-hoofdkwartier in Finland.