Wetenschappers maten de dikte en de basale smelt van de Ross Ice Shelf. Geleverd, CC BY-SA
De oceaan rond Antarctica speelt een cruciale rol bij het reguleren van de massabalans van de ijsbedekking van het continent. We weten nu dat het ijs bijna dunner wordt een kwart van de West Antarctic Ice Sheet is duidelijk gekoppeld aan de oceaan.
De verbinding tussen de Zuidelijke Oceaan en de ijskap van Antarctica ligt in ijsplaten - enorme platen van ijs van ijs, vele honderden meters dik, die drijven op de oceaan. IJsplanken slijpen tegen kustlijnen en eilanden en ondersteunen de uitstroom van geaard ijs. Wanneer de oceaan ijsplaten van onder af aantast, wordt deze steunende actie verminderd.
Terwijl sommige ijsplanken snel dunner worden, blijven andere stabiel, en de sleutel tot het begrijpen van deze verschillen ligt in de verborgen oceanen onder ijsplateaus. Onze recent gepubliceerd onderzoek onderzoekt de oceaanprocessen die het smelten van 's werelds grootste ijsplaat voortstuwen. Het laat zien dat een proces dat vaak over het hoofd wordt gezien, het snel smelten van een belangrijk deel van het schap bevordert.
Oceaan vingerafdrukken op de ijskap smelten
Snel ijsverlies uit Antarctica is vaak gekoppeld aan Circumpolair Diep Water (CDW). Deze relatief warme (+ 1C) en zoute watermassa, die wordt aangetroffen op diepten onder 300 meters rond Antarctica, kan een snel smelten veroorzaken. In de zuidoostelijke Stille Oceaan, langs de kust van Amundsen aan de westkust van Antarctica, passeert CDW bijvoorbeeld het continentale plat in diepe kanalen en komt het holten van ijsplaten binnen, snel smelten en dunner worden.
Interessant is dat niet alle ijsplaten snel smelten. De grootste ijsplateaus, inclusief de uitgestrekte ijsplateaus Ross en Filchner-Ronne, lijken bijna in evenwicht. Ze zijn grotendeels geïsoleerd van CDW door het koude water dat hen omringt.
Het satellietbeeld laat zien dat sterke offshore winden het zee-ijs van het noordwestelijke Ross Ice Shelf afvoeren en het donkere oceaanoppervlak blootleggen. Zonne-energie verwarmt het water voldoende om smelten te bewerkstelligen. Figuur gewijzigd van https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. Geleverd, CC BY-SA
De contrasterende effecten van CDW en koud shelf-water, in combinatie met de verdeling ervan, verklaren veel van de variabiliteit in het smelten die we tegenwoordig rondom Antarctica waarnemen. Maar ondanks de voortdurende inspanningen om de holtes van de ijsplaat te onderzoeken, blijven deze verborgen zeeën een van de minst onderzochte delen van de oceanen van de aarde.
In dit kader verkent ons onderzoek een nieuwe en zwaarbevochten dataset van oceanografische waarnemingen en smeltsnelheden van 's werelds grootste ijsplaat.
Onder de Ross Ice Shelf
In 2011 gebruikten we een 260-meter diep boorgat dat was gesmolten door de noordwestelijke hoek van de Ross Ice Shelf, zeven kilometer van de open oceaan, om instrumenten in te zetten die de oceaancondities en smeltsnelheden onder het ijs bewaken. De instrumenten bleven vier jaar op hun plaats.
De waarnemingen toonden aan dat de omstandigheden onder de ijsplaat niet stil zijn maar constant veranderen. Watertemperatuur, zoutgehalte en stroming volgen een sterke seizoenscyclus, wat suggereert dat warm oppervlaktewater van het noorden van het ijsfront in de zomer zuidwaarts de holte in wordt getrokken.
Smeltpercentages op de plaats van de ligplaats zijn gemiddeld 1.8-meters per jaar. Hoewel deze snelheid veel lager is dan die op ijsplateaus die worden beïnvloed door warme CDW, is deze tien keer hoger dan de gemiddelde koers voor de Ross Ice Shelf. Een sterke seizoensgebonden variabiliteit in de smeltsnelheid suggereert dat deze smelthotspot is gekoppeld aan de zomerinstroom.
Zomeroppervlaktetemperatuur van de zee rond Antarctica (a) en in de Rosszee (b) die de sterke seizoengebonden opwarming binnen de polynya van de Rosszee laat zien. Figuur gewijzigd van https://www.nature.com/articles/s41561-019-0356-0. Geleverd, CC BY-SA
Om de schaal van dit effect te bepalen, gebruikten we een precisieradar om basale smeltsnelheden in kaart te brengen in een gebied van ongeveer 8,000 vierkante kilometers rond de ankerplaats. Door zorgvuldige observaties op ongeveer 80-locaties konden we de verticale beweging van de ijsbasis en interne lagen in het ijsplateau meten met een interval van een jaar. We konden dan bepalen hoeveel van het verdunnen veroorzaakt werd door basaal smelten.
Smelten was het snelst in de buurt van het ijsfront, waar we smeltsnelheden op korte termijn van maximaal 15 centimeter per dag waarnamen - enkele ordes van grootte hoger dan de gemiddelde gemiddelde ijsbarrière. De smeltsnelheden verminderden met de afstand tot het ijsfront, maar snel smelten breidde zich ver voorbij de ligplaats uit. Smelten uit de onderzoeksregio zorgde voor ongeveer 20% van het totaal van het hele ijsplateau.
Het grotere plaatje
Waarom smelt dit gedeelte van de plank zoveel sneller dan elders? Zoals zo vaak het geval is in de oceaan, lijkt het erop dat winden een sleutelrol spelen.
Tijdens de winter en de lente vegen sterke katabatische winden over de westelijke Ross Ice Shelf en drijven het zee-ijs van de kust. Dit leidt tot de vorming van een gebied dat vrij is van zee-ijs, een polynya, waar de oceaan wordt blootgesteld aan de atmosfeer. Tijdens de winter koelt dit gebied van de open oceaan snel af en groeit het zee-ijs. Maar in de lente en de zomer absorbeert het donkere oceaanoppervlak warmte van de zon en warmt het op, waardoor het een warm zwembad vormt met genoeg warmte om het waargenomen smelten te stimuleren.
Hoewel de smelttemperaturen die we waarnemen veel lager zijn dan die op ijsplateaus worden gezien die zijn beïnvloed door CDW, suggereren de waarnemingen dat voor de Ross Ice Shelf oppervlaktetemperatuur belangrijk is.
Gezien deze warmte nauw verbonden is met het oppervlakteklimaat, is het waarschijnlijk dat de voorspelde reducties in zee-ijs in de komende eeuw zullen basale smeltsnelheden toenemen. Hoewel het snelle smelten dat we waarnamen momenteel in evenwicht is door de ijsinstroom, tonen gletsjermodellen aan dat dit een structureel kritieke regio is waar de ijsplaat tegen Ross Island wordt gespeld. Elke stijging van de smeltsnelheden zou het steunvermogen van Ross Island kunnen verminderen, verhoging van de afvoer van ijs op het landen uiteindelijk toevoegen aan de zeespiegel.
Hoewel er nog veel te leren valt over deze processen en er nog meer verrassingen zijn, is één ding duidelijk. De oceaan speelt een sleutelrol in de dynamiek van de ijskap van Antarctica en om de stabiliteit van de ijskap te begrijpen moeten we naar de oceaan kijken.
Over de auteur
Craig Stewart, Marine Physicist, Nationaal instituut voor water- en atmosferisch onderzoek
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
Verwante Boeken
Klimaatverandering: wat iedereen moet weten
door Joseph Romm
De essentiële inleiding over wat de bepalende factor van onze tijd zal zijn, Klimaatverandering: wat iedereen moet weten® is een overzicht van de wetenschap, conflicten en implicaties van onze opwarmende planeet. Van Joseph Romm, Chief Science Advisor voor National Geographic's Jaren van leven gevaarlijk series en een van de "100-mensen van Rolling Stone die Amerika veranderen" Klimaatverandering biedt gebruiksvriendelijke, wetenschappelijk rigoureuze antwoorden op de moeilijkste (en vaak gepolitiseerde) vragen rond wat klimatoloog Lonnie Thompson "een duidelijk en aanwezig gevaar voor de beschaving" heeft geacht. Beschikbaar op Amazon
Climate Change: The Science of Global Warming and Our Energy Future tweede editie
door Jason Smerdon
Deze tweede editie van Klimaatverandering is een toegankelijke en uitgebreide gids voor de wetenschap achter het broeikaseffect. Prachtig geïllustreerd, de tekst is gericht op studenten op verschillende niveaus. Edmond A. Mathez en Jason E. Smerdon geven een brede, informatieve inleiding tot de wetenschap die ten grondslag ligt aan ons begrip van het klimaatsysteem en de effecten van menselijke activiteit op de opwarming van onze planeet. Matthez en Smerdon beschrijven de rollen die de atmosfeer en de oceaan hebben spelen in ons klimaat, introduceren het concept van stralingsbalans en verklaren de klimaatveranderingen die zich in het verleden hebben voorgedaan. Ze beschrijven ook de menselijke activiteiten die het klimaat beïnvloeden, zoals uitstoot van broeikasgassen en aerosolen en ontbossing, evenals de effecten van natuurlijke verschijnselen. Beschikbaar op Amazon
The Science of Climate Change: een hands-on cursus
door Blair Lee, Alina Bachmann
De wetenschap van klimaatverandering: een hands-on cursus maakt gebruik van tekst en achttien hands-on activiteiten de wetenschap van het broeikaseffect en de klimaatverandering uitleggen en onderwijzen, hoe mensen verantwoordelijk zijn en wat kan worden gedaan om het tempo van de opwarming van de aarde en de klimaatverandering te vertragen of te stoppen. Dit boek is een complete, uitgebreide gids voor een essentieel milieuthema. Onderwerpen die in dit boek worden behandeld zijn onder meer: hoe moleculen energie uit de zon overbrengen om de atmosfeer, broeikasgassen, het broeikaseffect, het broeikaseffect, de industriële revolutie, de verbrandingsreactie, feedbacklussen, de relatie tussen weer en klimaat, klimaatverandering, te verwarmen, koolstofputten, uitsterven, koolstofvoetafdruk, recycling en alternatieve energie. Beschikbaar op Amazon
Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.
