Antarktis vidsträckta är en region i världen som är särskilt sårbar för klimatförändringar, där isförlust har potential att avsevärt öka havsnivåerna.

Nu, för möjligen första gången på 7, 000 år, ett fenomen som kallas "upwelling" (det uppåtgående flödet av varmare havsvatten till ytan), tros ha orsakat den senaste ishyllans kollaps runt kontinenten – och den glaciala gallring som är förknippad med den.

Ishyllor som flyter på vatten är den oceaniska förlängningen av landglaciärer och inlandsisar, och den primära regionen för isförlust. När dessa hyllor går isär, flödet av kontinental is som hålls upp bakom dem accelererar.

Havet som omger Antarktis är extremt kallt, men vatten över 300 m djupt, Circumpolar Deep Water (CDW), är cirka 3⁰C över isens smältpunkt. I vanliga fall, det mycket kalla vattnet ovanför håller detta borta från ishyllorna. Men på vissa områden, CDW spiller ut på den grunda antarktiska kontinentalsockeln, får isen att tunnas ut.

Förtunningen av ishyllan har accelererat de senaste decennierna, men bilden är inte densamma överallt. Medan östra delen av Antarktis har visat blygsamma vinster i istjocklek, väster har överträffat detta med betydande isförluster – upp till 18 % i känsliga områden som Amundsen och Bellingshausen.

Mönstret av isförlust och andra observationer tyder på att varmare vatten som stiger upp under dessa ishyllor driver den. Men vad har orsakat denna uppgång? Är det relaterat till mänsklig aktivitet? Och hur oroliga ska vi vara?

Två team ledda av forskare från British Antarctic Survey, båda har jag jobbat med, försökte ta itu med dessa exakta frågor genom att fokusera på två utsatta områden. En plats är i Pine Island Bay, i Amundsenhavet, och den andra är i Marguerite Bay, i Bellingshausenhavet.

Syftet med studierna är liknande - att övervaka omfattningen av uppströmmande varmt vatten på kontinentalsockeln under de senaste 10, 000 år, för att förstå när detta senast inträffade och vilken påverkan det var.

Detta involverar insamling och provtagning av "kärnor" av sediment upp till 10 meter långa från havsbottnen på ett djup på upp till 900 meter. Att få fram lämpliga kärnor är särskilt utmanande på dessa avlägsna platser, där glacial dynamik ofta stör sedimentet.

Kärnbevis

Mycket av bevisen för tidigare oceanografi kommer från små skal av amöbiska organismer som kallas foraminifer. En stor variation av arter koloniserar livsmiljöer på havsbotten och utgör mycket av det sediment som samlas in. Det kan finnas hundratals skal i bara ett gram sediment.

Foram är extremt värdefulla, eftersom deras skal är gjorda av kalciumkarbonat som utfällts från havsvattnet där de levde. Genom att undersöka dessa skal kan vi rekonstruera kemin i havsvatten.

Det fanns två geokemiska spårämnen som användes för varm CDW i Pine Island Bay - andelen kolisotoper, och magnesium till kalciumförhållandet styrs av vattentemperaturen. Båda dessa visade att CDW var sist på innerhyllan över 7, 500 år sedan.

I Marguerite Bay, Skal från en annan planktongrupp som kallas kiselalger analyserades också. Dessa indikerar tidigare produktivitet och havstemperaturer. De visade att CDW var ständigt på hyllan här över 7, 000 år sedan, och mer sporadiskt sedan dess.

Talande, den ökade uppströmningen av varm CDW på båda platserna påverkade den lokala isens utbredning negativt.

Förändringens vindar

Båda studierna tyder på att orsaken till CDW-uppväxten före 7, För 000 år sedan var en sydligare position för södra halvklotet västliga vindar (SHWW). Dessa vindar tros driva cirkulationen av det varmare djupvattnet. En nyligen genomförd förskjutning av SHWW:s position mot polerna kan vara orsaken till större CDW-uppströmning i Pine Island Bay sedan 1940-talet.

Detta sammanträffande av timing med början av industrialiseringen visar att det är möjligt att mänskligt skapade växthusgaser, tros orsaka atmosfärisk uppvärmning, har en inverkan på vindarnas position, ökningen av varmt vatten som når ytan, och slutligen smältningen av mer is i Antarktis.

Oavsett orsakerna till tidigare förändringar i SHWW-positioner, kopplingen mellan vindar och havets uppkomst är anledning till oro, eftersom framtida förväntad global uppvärmning kan flytta SHWW-bälten och främja ytterligare uppväxt och smältning. Mer forskning behövs nu för att helt förstå kopplingen mellan CDW och tidigare klimat, och att uppskatta styrkan av uppströmning sedan 1940-talet jämfört med uppströmning före 7, 000 år sedan. Men den framväxande bilden är en av den potentiellt ökade sårbarheten hos västantarktiska inlandsisar, och eventuell framtida havsnivåhöjning.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.