Onder de enorme uitgestrektheid van Antarctica ligt de Thwaites-gletsjer, 's werelds breedste gletsjer van ongeveer 130 kilometer aan de westelijke rand van het continent. Ondanks zijn omvang verliest het enorme landoppervlak ongeveer 50 miljard ton ijs meer dan het ontvangt door sneeuwval, waardoor het in een precaire positie verkeert wat betreft zijn stabiliteit.

Sinds de jaren zeventig wordt een versneld ijsverlies waargenomen, maar tot nu toe is het onduidelijk wanneer dit aanzienlijke smelten begon. Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift PNAS , geleid door onderzoekers van de Universiteit van Houston, suggereert dat er in de jaren veertig een aanzienlijke terugtrekking van de gletsjers begon. Hun resultaten op de Thwaites-gletsjer vallen samen met eerder werk dat de terugtrekking op de Pine Island-gletsjer bestudeerde en ontdekte dat de terugtrekking van de gletsjers ook in de jaren '40 begon.

"Wat vooral belangrijk is aan ons onderzoek is dat deze verandering niet willekeurig is, noch specifiek voor één gletsjer", zegt Rachel Clark, corresponderende auteur, die vorig jaar aan de UH afstudeerde met een doctoraat in de geologie. "Het maakt deel uit van een grotere context van een veranderend klimaat. Je kunt gewoon niet negeren wat er op deze gletsjer gebeurt."

Clark en de auteurs van het onderzoek stellen dat de terugtrekking van de gletsjers waarschijnlijk op gang werd gebracht door een extreem El Niño-klimaatpatroon dat het westen van Antarctica opwarmde. Sindsdien, zo zeggen de auteurs, heeft de gletsjer zich niet hersteld en draagt ​​hij momenteel bij aan 4% van de mondiale zeespiegelstijging.

"Het is veelbetekenend dat El Niño maar een paar jaar heeft geduurd, maar de twee gletsjers, Thwaites en Pine Island, blijven zich aanzienlijk terugtrekken", zegt Julia Wellner, UH universitair hoofddocent geologie en hoofdonderzoeker van het Thwaites Offshore Research-project in de VS. of THOR, een internationale samenwerking waarvan de teamleden auteurs van het onderzoek zijn.

"Zodra het systeem uit balans is, gaat de terugtocht door", voegde ze eraan toe.

Hun bevindingen maken ook duidelijk dat de terugtrekking in de aardingszone van de gletsjers, of het gebied waar de gletsjers het contact met de zeebodem verliezen en beginnen te drijven, te wijten was aan externe factoren.

"De bevinding dat zowel de Thwaites-gletsjer als de Pine Island-gletsjer een gemeenschappelijke geschiedenis van uitdunning en terugtrekking delen, bevestigt de opvatting dat ijsverlies in de Amundsenzee-sector van de West-Antarctische ijskap voornamelijk wordt beheerst door externe factoren, die veranderingen in de oceaan- en atmosfeercirculatie met zich meebrengen. , in plaats van de interne gletsjerdynamiek of lokale veranderingen, zoals smelten op de gletsjerbodem of sneeuwophoping op het gletsjeroppervlak", zegt Claus-Dieter Hillenbrand, hoofdonderzoeker van THOR in het Verenigd Koninkrijk en co-auteur van het onderzoek.

"Een belangrijke implicatie van onze bevindingen is dat zodra een terugtrekking van de ijskap op gang is gebracht, deze nog tientallen jaren kan voortduren, zelfs als het begin niet erger wordt", aldus James Smith, een mariene geoloog bij de British Antarctic Survey en studieco. -auteur.

"Het is mogelijk dat de veranderingen die we vandaag de dag zien op de Thwaites- en Pine Island-gletsjers – en mogelijk in de gehele Amundsenzee-gletsjer – in wezen in gang zijn gezet in de jaren veertig."

Datering van sedimentkernen speelt een sleutelrol in het onderzoek

Clark en het team gebruikten drie primaire methoden om tot hun conclusie te komen. Eén van die methoden was het verzamelen van kernen van marien sediment, die zich dichter bij de Thwaites-gletsjer bevonden dan ooit tevoren. Ze hebben de kernen teruggevonden tijdens hun reis naar de Amundsenzee bij Thwaites begin 2019 aan boord van de ijsbreker en onderzoeksschip Nathaniel B. Palmer.

De onderzoekers gebruikten de kernen vervolgens om de geschiedenis van de gletsjer te reconstrueren, vanaf het vroege Holoceen tot heden. Het Holoceen is het huidige geologische tijdperk dat begon na de laatste ijstijd, ongeveer 11.700 jaar geleden.

Er werden CT-scans gebruikt om röntgenfoto's van het sediment te maken om details uit de geschiedenis ervan te verzamelen. Geochronologie, of de wetenschap van het dateren van aardse materialen, werd vervolgens gebruikt om tot de conclusie te komen dat er in de jaren '40 een aanzienlijke ijssmelt begon.

Clark gebruikte ²¹⁰ Pb (lood-210), een isotoop die van nature in de sedimentkernen ligt begraven en radioactief is, is de belangrijkste isotoop in haar geochronologie. Dit proces is vergelijkbaar met radiokoolstofdatering, waarbij de ouderdom van organische materialen tot wel 60.000 jaar wordt gemeten.

"Maar lood-210 heeft een korte halfwaardetijd van ongeveer 20 jaar, terwijl zoiets als radioactieve koolstof een halfwaardetijd heeft van ongeveer 5.000 jaar," zei Clark. "Die korte halfwaardetijd stelt ons in staat een tijdlijn voor de afgelopen eeuw op te stellen die gedetailleerd is."

Deze methodologie is belangrijk omdat, hoewel er satellietgegevens bestaan ​​om wetenschappers te helpen de terugtrekking van gletsjers te begrijpen, deze waarnemingen slechts enkele decennia teruggaan, een tijdsbestek dat te kort is om te bepalen hoe Thwaites reageert op veranderingen in de oceaan en de atmosfeer. Pre-satellietgegevens zijn nodig zodat wetenschappers de geschiedenis van de gletsjer op de langere termijn kunnen begrijpen. Daarom worden sedimentkernen gebruikt.

Studie levert toekomstige modellen op om de onzekerheid over de stijging van de zeespiegel te verminderen

Volgens Antarctische onderzoekers speelt de Thwaites-gletsjer een cruciale rol bij het reguleren van de stabiliteit van de West-Antarctische ijskap en daarmee de mondiale zeespiegelstijging.

"De gletsjer is niet alleen belangrijk vanwege zijn bijdrage aan de stijging van de zeespiegel, maar ook omdat hij fungeert als een kurk in de fles die een groter stuk ijs erachter tegenhoudt", aldus Wellner. "Als Thwaites wordt gedestabiliseerd, bestaat de kans dat al het ijs in West-Antarctica gedestabiliseerd raakt."

Als de Thwaites-gletsjer volledig zou instorten, wordt voorspeld dat de mondiale zeespiegel met 65 cm (25 inch) zal stijgen.

"Onze studie helpt om beter te begrijpen welke factoren het meest cruciaal zijn bij het uitdunnen en terugtrekken van gletsjers die de West-Antarctische ijskap in de Amundsenzee afvoeren", aldus Hillenbrand. "Daarom zullen onze resultaten de numerieke modellen verbeteren die proberen de omvang en snelheid van het toekomstige smelten van de Antarctische ijskap en de bijdragen ervan aan de zeespiegel te voorspellen."

Onderzoekers van THOR maken deel uit van een nog groter initiatief, de International Thwaites Glacier Collaboration, een gezamenlijk partnerschap tussen de VS en Groot-Brittannië om de onzekerheid in de projectie van de zeespiegelstijging door de Thwaites Glacier te verminderen.

Meer informatie: Clark, Rachel W. et al, Synchrone terugtrekking van de gletsjers van Thwaites en Pine Island als reactie op externe krachten in het presatelliettijdperk, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2211711120. doi.org/10.1073/pnas.2211711120

Journaalinformatie: Proceedings van de Nationale Academie van Wetenschappen

Aangeboden door Universiteit van Houston