En ny undersøgelse viser, at Antarktisens ishyldevolumen ikke kun er faldet, men tabene er steget i løbet af det sidste årti.
Antarktis Brunt Ice Shelf fotograferet i oktober 2011 fra NASAs DC-8 forskningsfly under en operation IceBridge-flyvning. Michael Studinger / NASA
Af Laurence Padman, Jord- og rumforskning; Fernando Paolo, University of California, San Diego, og Helen Amanda Fricker, University of California, San Diego
Spørg folk, hvad de ved om Antarktis, og de nævner normalt kulde, sne og is. Faktisk er der så meget is på Antarktis, at hvis det hele smeltede i havet, ville den gennemsnitlige havniveau over hele verden stige omkring 200 fod, omtrent højden af en 20-etagers bygning.
Kan dette ske? Der er bevis for, at der på forskellige tidspunkter i fortiden var meget mindre is på Antarktis, end der er i dag. F.eks. Mistede Antarktis sandsynligvis nok is til at hæve havniveauet med flere meter i løbet af en længere varm periode kaldet den Eemiske interglacial for omkring 100.000 år siden.
Forskere mener, at den globale gennemsnitstemperatur dengang kun var omkring to grader Fahrenheit varmere end i dag. Hvis vi antager, at vi fortsætter med at forbrænde fossile brændstoffer og tilføje drivhusgasser til atmosfæren, forventes den globale temperatur at stige med mindst to grader Fahrenheit i 2100. Hvad vil det gøre med Antarktisens isark? Selv en meter med verdensomspændende stigning i havniveauet - det vil sige kun at smelte en halvtreds del af isarket - ville medføre massive forskydninger af kystbestande og kræve store investeringer for at beskytte eller flytte byer, havne og anden kystinfrastruktur.
Is, der forlader Antarktis, kommer ind i havet gennem ishylder, som er de flydende kanter på islaget. Vi forventer, at eventuelle ændringer på ispladen forårsaget af ændringer i havet først vil mærkes af ishylderne. Ved hjælp af satellitdata analyserede vi, hvordan Antarktis ishylder har ændret sig i næsten to årtier. Vores papir, der er offentliggjort i Science, viser, at ikke kun ishyldemængden er faldet, men tabene er steget i løbet af det sidste årti, et resultat, der giver indsigt i, hvordan vores fremtidige klima vil påvirke isfladen og havoverfladen.
Kork i en champagneflaske
Forbindelsen mellem ændret global temperatur og istab fra Antarktisens isark er ikke ligetil. I sig selv har lufttemperaturen en relativt lille indflydelse på islaget, da det meste af det allerede er godt under frysepunktet.
Det viser sig, at for at forstå istab, er vi nødt til at vide om ændringer i vinde, snefald, havtemperatur og strømme, havis og geologien under islagene. Vi har endnu ikke nok oplysninger om nogen af disse til at opbygge pålidelige modeller til at forudsige isarkens reaktion på klimaændringer.
Vi ved, at en vigtig kontrol med istab fra Antarktis er, hvad der sker, hvor isfladen møder havet. Det antarktiske isark vinder is ved snefald. Ispladen spreder sig under sin egen vægt og danner gletsjere og isstrømme, der løber langsomt ned ad bakke mod havet. Når de løfter bundgrunden og begynder at flyde, bliver de ishylder. For at være i balance skal ishylde kaste isen, de fik fra gletsjerstrøm og lokalt snefald. Bunker bryder af for at danne isbjerge, og is går også tabt fra bunden ved at smelte, når varmt havvand strømmer under det.
Skematisk diagram over en antarktisk ishylde, der viser processerne, der forårsager volumenændringerne målt af satellitter. Is føjes til ishylden af gletsjere, der flyder ud fra kontinentet og af snefald, der komprimerer til dannelse af is. Is går tabt, når isbjerge bryder isfronten, og ved at smelte i nogle regioner, når varmt vand strømmer ind i havhulen under ishylden. Under nogle ishylder stiger koldt og friskt smeltevand til et punkt, hvor det refreezes på ishylden. Se større | Billedkredit: Helen Amanda Fricker, professor, Scripps Institution for Oceanografi, UC San Diego
En ishylde fungerer lidt som en kork i en champagneflaske og bremser glaciererne ned fra jorden ned i den; forskere kalder dette forstærkningseffekten. Nylige observationer viser, at når ishylder tyndes eller kollapser, løber gletsjeren fra landet ud i havet hurtigere, hvilket bidrager til stigningen i havniveauet. Så det at forstå, hvad der får ishylder til at ændre størrelse, er et vigtigt videnskabeligt spørgsmål.
Bygning af et ishyldekort
Det første skridt hen imod forståelse af ishylder er at finde ud af, hvor meget og hvor hurtigt de har ændret sig i fortiden. I vores artikel viser vi detaljerede kort over ændringer i ishylder rundt om Antarktis baseret på de 18 år fra 1994 til 2012. Dataene kom fra kontinuerlige målinger af overfladehøjde indsamlet af tre europæiske rumfartsstyrels radarhøjdemeter satellitter. Ved at sammenligne overfladehøjder på samme punkt på ishylden på forskellige tidspunkter, kan vi opbygge en registrering af ishøjdeændringer. Vi kan derefter konvertere det til tykkelsesændringer ved hjælp af isdensitet og det faktum, at ishylder flyder.
Tidligere undersøgelser af ændringer i ishyldetykkelse og -volumen har givet gennemsnit for individuelle ishylder eller tilnærmet ændringerne i tiden, da lineær passer over korte perioder. I modsætning hertil præsenterer vores nye undersøgelse kort i høj opløsning (ca. 30 km med 30 km) over tykkelsesændringer på tremåneders tidstrin for den 18-årige periode. Dette datasæt giver os mulighed for at se, hvordan tyndingshastigheden varierer mellem forskellige dele af den samme ishylde og mellem forskellige år.
Dette kort viser atten års ændring i tykkelse og volumen af antarktiske ishylder. Hastigheden for tykkelseændring (meter / årti) er farvekodet fra -25 (udtynding) til +10 (fortykning). Cirkler repræsenterer procentdel af tabt tykkelse (rød) eller opnået (blå) i 18 år. Den centrale cirkel afgrænser det område, som ikke blev undersøgt af satellitterne (syd for 81,5ºS). Originale data blev interpoleret til kortlægningsformål. Billedkredit: Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego
Vi finder ud af, at hvis de nylige tendenser fortsætter, vil nogle ishylder blive tynde dramatisk inden for århundreder, hvilket reducerer deres evne til at styrke isfladen. Andre ishylder vinder is, og det kan derfor bremse tabet af is fra jorden.
Når vi opsummerer tab omkring Antarktis, finder vi, at ændringen i volumen af alle ishylder var næsten nul i det første årti af vores rekord (1994-2003), men i gennemsnit gik over 300 kubik kilometer om året tabt mellem 2003 og 2012.
Mønsteret med acceleration i istab varierer mellem regioner. I løbet af første halvdel af rekorden blev istabene fra det vestlige Antarktis næsten afbalanceret af gevinster i det østlige Antarktis. Efter ca. 2003 stabiliserede den østlige Antarktis ishyldevolumen, og de vestantarktiske tab steg lidt.
Ændringer i klimafaktorer som snefald, vindhastighed og havcirkulation vil føre til forskellige mønstre af ishyldetykkelse ændring i tid og rum. Vi kan sammenligne “fingrene” på disse faktorer med vores nye, meget klarere kort for at identificere de primære årsager, der kan være forskellige i forskellige regioner omkring Antarktis.
Vores 18-årige datasæt har demonstreret værdien af lange og kontinuerlige observationer af ishylderne, hvilket viser, at kortere poster ikke kan fange den ægte variation. Vi forventer, at vores resultater vil inspirere til nye måder at tænke på, hvordan havet og atmosfæren kan påvirke ishylder og gennem dem istab fra Antarktis.
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation.
Læs den originale artikel.