Wetenschap
Uit onderzoek blijkt dat ijsplaten breken onder het gewicht van smeltwatermeren
Wanneer de luchttemperatuur op Antarctica stijgt en het gletsjerijs smelt, kan water zich op het oppervlak van drijvende ijsplaten verzamelen, waardoor deze zwaar worden en het ijs gaat buigen. Nu hebben onderzoekers voor het eerst in het veld aangetoond dat ijsplaten niet alleen bezwijken onder het gewicht van smeltwatermeren, maar ook breken.
Naarmate het klimaat opwarmt en de smeltsnelheid op Antarctica toeneemt, kan deze breuk ervoor zorgen dat kwetsbare ijsplaten instorten, waardoor gletsjerijs in het binnenland in de oceaan terechtkomt en bijdraagt aan de stijging van de zeespiegel.
IJsplaten zijn belangrijk voor de algehele gezondheid van de Antarctische ijskap, omdat ze het gletsjerijs op het land ondersteunen of tegenhouden. Wetenschappers hebben voorspeld en gemodelleerd dat de belasting van smeltwater aan het oppervlak ervoor zou kunnen zorgen dat ijsplaten breken, maar tot nu toe had niemand dit proces in het veld waargenomen.
De nieuwe studie, gepubliceerd in het Journal of Glaciology , kan helpen verklaren hoe het Larsen B-ijsplateau in 2002 abrupt instortte. In de maanden vóór het catastrofale uiteenvallen bezaaiden duizenden smeltwatermeren het oppervlak van het ijsplateau, dat vervolgens in slechts een paar weken droogviel.
Om de impact van oppervlaktesmeltwater op de stabiliteit van ijsplaten te onderzoeken, reisde een onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Colorado Boulder, waaronder onderzoekers van de Universiteit van Cambridge, in november 2019 naar de George VI-ijsplaat op het Antarctisch Schiereiland.
Ten eerste identificeerde het team een depressie of "doline" in het ijsoppervlak die was gevormd door een eerdere afvoer van het meer, waarbij ze dachten dat het smeltwater zich waarschijnlijk weer op het ijs zou verzamelen. Vervolgens gingen ze erop uit op sneeuwscooters, waarbij ze al hun wetenschappelijke uitrusting en veiligheidsuitrusting op sleeën voorttrokken.
Rondom de doline installeerde het team uiterst nauwkeurige GPS-stations om kleine hoogteverschillen aan het ijsoppervlak te meten, waterdruksensoren om de diepte van het meer te meten en een timelapse-camerasysteem om elke 30 minuten beelden van het ijsoppervlak en smeltwatermeren vast te leggen. .
In 2020 bracht de COVID-19-pandemie hun veldwerk abrupt tot stilstand. Toen het team in november 2021 uiteindelijk terugkeerde naar hun veldlocatie, waren er nog maar twee GPS-sensoren en één timelapse-camera over; twee andere GPS-systemen en alle waterdruksensoren waren ondergelopen en begraven in vast ijs.
Gelukkig hebben de overgebleven instrumenten de verticale en horizontale beweging van het ijsoppervlak vastgelegd, evenals beelden van het smeltwatermeer dat zich tijdens het recordhoge smeltseizoen 2019/2020 heeft gevormd en drooggelegd.
GPS-gegevens gaven aan dat het ijs in het midden van het meerbekken ongeveer 30 cm naar beneden buigde als reactie op het toegenomen gewicht van het smeltwater. Deze bevinding bouwt voort op eerder onderzoek dat de eerste directe veldmetingen opleverde van het knikken van ijsplaten veroorzaakt door ophoping en drainage van smeltwater.
Het team ontdekte ook dat de horizontale afstand tussen de rand en het midden van het smeltwatermeer met ruim dertig centimeter toenam. Dit was hoogstwaarschijnlijk te wijten aan de vorming en/of verwijding van cirkelvormige breuken rond het smeltwatermeer, die de time-lapse-beelden vastlegden. Hun resultaten vormen het eerste veldgebaseerde bewijs van het breken van ijsplaten als reactie op een smeltwatermeer aan de oppervlakte dat het ijs verzwaart.
"Dit is een opwindende ontdekking", zegt hoofdauteur Alison Banwell van het Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) van de University of Colorado Boulder. "Wij geloven dat dit soort cirkelvormige breuken de sleutel vormden in het kettingreactie-achtige drainageproces van meren dat hielp bij het opbreken van de Larsen B-ijsplaat."
"Hoewel deze metingen over een klein gebied zijn gedaan, tonen ze aan dat het buigen en breken van drijvend ijs als gevolg van oppervlaktewater wijdverspreider kan zijn dan eerder werd gedacht", zegt co-auteur Dr. Rebecca Dell van het Scott Polar Research Institute in Cambridge. P>
"Naarmate het smelten toeneemt als reactie op de voorspelde opwarming, kunnen ijsplaten sneller uiteenvallen en instorten dan nu het geval is."
"Dit heeft gevolgen voor de zeespiegel, aangezien de steun van het ijs in het binnenland wordt verminderd of verwijderd, waardoor de gletsjers en ijsstromen sneller de oceaan in kunnen stromen", zegt co-auteur professor Ian Willis, eveneens van SPRI.
Het werk ondersteunt modelresultaten die aantonen dat het enorme gewicht van duizenden smeltwatermeren en de daaropvolgende drooglegging ervoor zorgde dat de Larsen B-ijsplaat verbogen en brak, wat bijdroeg aan de instorting ervan.
"Deze waarnemingen zijn belangrijk omdat ze kunnen worden gebruikt om modellen te verbeteren om beter te voorspellen welke Antarctische ijsplaten kwetsbaarder zijn en het meest vatbaar voor instorting in de toekomst", aldus Banwell.