Jak schowane jeziora stają się zagrożeniem dla stabilności lodowego pokrycia Antarktydy
Od dziesięcioleci satelity odgrywają kluczową rolę w naszym zrozumieniu odległych regionów polarnych. Trwająca utrata lodu na Antarktydzie, spowodowana kryzysem klimatycznym, niestety, nie jest już zaskoczeniem. Jednak satelity robią więcej niż tylko śledzą przyspieszający przepływ lodowców w kierunku oceanu i mierzą grubość lodu.
Nowe badania pokazują, w jaki sposób misja CryoSat ESA została wykorzystana do odkrycia ukrytego wpływu jezior subglacjalnych - ogromnych zbiorników wody zakopanych głęboko pod lodem - które mogą nagle opróżniać się do oceanu w dramatycznych eksplozjach i wpływać na utratę lodu.
Niosąc wyspecjalizowany radarowy altimetr, CryoSat mierzy zmiany wysokości, czyli elewacji lodu - zarówno lodu unoszącego się w oceanie - lodu morskiego, gór lodowych i platform lodowych, jak i lodu na lądzie - lodowców i pokryw lodowych. W ten sposób misja oferuje wgląd w zmiany grubości lodu spowodowane jego cienieniem i topnieniem.
Ponieważ powierzchnia pokryw lodowych może także się podnosić i opadać w odpowiedzi na ruch wody głęboko pod powierzchnią lodu, pomiary zmian elewacji mogą być również związane z procesami hydrologicznymi, które są ukryte przed wzrokiem, takimi jak odwadnianie jezior subglacjalnych.
W 2013 roku, siedem jezior subglacjalnych, które znajdowały się ponad 2 km pod lodowcem Thwaitesa, nagle opróżniło się w tym samym czasie. Uwolniły one około 7 kilometrów sześciennych słodkiej wody do morza Amundsena - to mniej więcej tyle, ile zawiera Loch Ness w Szkocji.
Po tym wydarzeniu naukowcy zaobserwowali podwojenie tempa topnienia na platformach lodowych Thwaitesa, wraz z istotnym cienieniem lodu. Dodatkowo, polynia - obszar otwartej wody otoczony lodem morskim - zaczęła się formować przed Thwaitesem, sygnalizując intensywny wstępujący ruch ciepłej wody związany z odwadnianiem jeziora.
W głębi lądu, pokrywa lodowa zaczęła się cieńszyć, przyspieszać, a linia przygruntowania zaczęła się cofać.
Szczególnie niepokojący na Antarktydzie jest cieńczenie i osłabienie platform lodowych oraz ich cofające się linie przygruntowania. Platforma lodowa to pływająca część lodowca, a linia przygruntowania to punkt, w którym lodowiec przekształca się w platformę lodową i zaczyna unosić się na wodzie.
Platformy lodowe działają jak podpory dla pokrywy lodowej, a ich cienienie i cofające się linie przygruntowania mogą prowadzić do niestabilności i jeszcze szybszego przepływu pokrywy lodowej w kierunku oceanu.
Nowe badania, oparte na danych CryoSat i opublikowane w Nature Communications, podkreślają wrażliwość pokrywy lodowej Antarktydy na dynamikę subglacjalną oraz jej złożone interakcje z warunkami oceanicznymi.
Region lodowca Thwaitesa jest głównie pod wpływem ciepłej wody oceanicznej przepływającej pod platformami lodowymi, powodując ich topnienie od dołu.
W miarę jak platformy lodowe stają się cieńsze, lodowce przyspieszają, wysyłając więcej lodu do oceanu i podnosząc poziom mórz. Ponadto kształt podłoża skały pod lodem czyni go mniej stabilnym. Ponieważ lód leży na dnie, które staje się coraz głębsze w miarę przesuwania się w głąb lądu, gdy topnienie się zacznie, może to prowadzić do jeszcze szybszej utraty lodu w czasie.
Noel Gourmelen z Uniwersytetu Edynburga i główny autor pracy wyjaśnił: "Pod lodowcem Thwaitesa istnieje szereg jezior, będących częścią rozległej sieci kanałów odwadniających, o której nie mieliśmy pojęcia do 10 lat temu.
"Podobne jeziora występują w wielu miejscach pod pokrywą lodową Antarktydy, a niektóre z nich opróżniły się raz lub dwa razy od czasu, gdy zaczęliśmy je obserwować z kosmosu od około dwóch dekad. Ile z tych jezior istnieje, jak te jeziora nagle zaczynają się wypełniać i jaki wpływ na stabilność pokrywy lodowej ma ich odwadnianie, to pytania, na które wciąż staramy się odpowiedzieć.
"Słodka woda w tych jeziorach jest lżejsza od słonego oceanu, więc gdy w 2013 roku wydostała się przez linię przygruntowania Thwaitesa, na głębokości około 1 km poniżej poziomu morza, wywołało to burzliwy wstępujący napływ ciepłej, głębokiej wody oceanicznej aż na powierzchnię oceanu. Ta fala cieplejszej wody przyspieszyła topnienie u podstawy platformy lodowej Thwaitesa i przyczyniła się do topnienia lodu morskiego u wybrzeża, otwierając polynię.
"Kluczowe jest to, że miało to miejsce w obszarze platformy lodowej, który kontroluje tempo, w jakim lód z lądu przepływa, oraz efekt podpory na platformę lodową. W wyniku cienienia i topnienia platforma lodowa straciła część swojej zdolności do zatrzymywania lodu z lądu, co spowodowało przyspieszenie przepływu do oceanu.
To wyjątkowe zdarzenie podkreśla rolę, jaką hydrologia subglacjalna może odegrać w modulowaniu topnienia oceanu i cofania się lodowców na Antarktydzie oraz kwestionuje obecne przedstawienie procesów zachodzących wzdłuż stref przygruntowych Antarktydy.
Nowe badania połączyły dane z satelitów, takich jak CryoSat, z modelami komputerowymi przepływu lodowców i prądów oceanicznych w ramach projektu ESA FutureEO Science for Society 4D Antarctica.
Mark Drinkwater, kierownik działu nauk o Ziemi i misjach ESA, powiedział: "W ciągu ostatnich 15 lat CryoSat dostarczył bogaty zasób danych, które doprowadziły do naprawdę niezwykłych odkryć dotyczących naszych kruchych regionów polarnych i lodowców na całym świecie.
"Ten zbiór danych pozwala nam nie tylko mierzyć zmiany, ale również - co ważne - zrozumieć, dlaczego te zmiany mają miejsce i co to oznacza w kontekście wpływu na system ziemski jako całość.
"Obecnie opracowujemy kilka innych misji satelitarnych, które przejmą, gdy CryoSat ostatecznie zakończy swoją misję, i także dostarczą więcej informacji na temat lodu polarnego i nie tylko.
Martin Wearing, koordynator klastra nauk polarnej ESA, zauważył: "Dzięki połączeniu satelitarnego teledetekcji i modelowania numerycznego, te nowe badania z projektu FutureEO 4DAntarctica ESA ujawniły nowe i kluczowe spostrzeżenia na temat złożonego współdziałania między pokrywą lodową Antarktydy a Oceanem Południowym.
"Nadchodzące misje, takie jak Copernicus CRISTAL, ROSE-L i CIMR, zapewnią lepsze obserwacje w tych regionach, umożliwiając nam dalsze zrozumienie tych złożonych procesów dynamicznych, aby określić obecny i przyszły wpływ zmian klimatycznych na stabilność pokrywy lodowej i podnoszenie się poziomu mórz."
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
