Tusentals märken på den antarktiska havsbotten, orsakade av isberg som bröt sig loss från glaciärer för mer än tio tusen år sedan, visa hur en del av den antarktiska inlandsisen drog sig tillbaka snabbt i slutet av den senaste istiden då den balanserade osäkert på sluttande mark och blev instabil. I dag, när det globala klimatet fortsätter att värmas, snabb och varaktig reträtt kan vara nära att hända igen, och kan utlösa skenande is som drar sig tillbaka in i kontinentens inre, vilket i sin tur skulle få havsnivån att stiga ännu snabbare än vad som nu beräknas.

Forskare från University of Cambridge, British Antarctic Survey och Stockholms universitet avbildade havsbotten i Pine Island Bay, i Västantarktis. De fann att, när haven värmdes upp i slutet av den senaste istiden, Pine Island Glacier drog sig tillbaka till en punkt där dess jordningslinje - punkten där den kommer in i havet och börjar flyta - låg betänkligt i slutet av en sluttning.

Brytning av en flytande "ishylla" framför glaciären lämnade höga is-"klippor" vid dess kant. Höjden på dessa klippor gjorde dem instabila, utlöser tusentals isberg i Pine Island Bay, och få glaciären att dra sig tillbaka snabbt tills dess jordningslinje nådde en återstabiliserande punkt på grundare vatten.

I dag, när värmande vatten orsakat av klimatförändringar flyter under de flytande ishyllorna i Pine Island Bay, den antarktiska istäcket riskerar återigen att förlora massa från snabbt retirerande glaciärer. Betydligt nog, om isretreat utlöses, det finns inga relativt grunda punkter i inlandsisen längs med Pine Island och Thwaites glaciärer för att förhindra eventuell skenande is reträtt in i det inre av Västantarktis. Resultaten publiceras i tidskriften Natur .

"I dag, glaciärerna Pine Island och Thwaites är grundade i ett mycket osäkert läge, och en stor reträtt kan redan ske, orsakas främst av varma vatten som smälter under ishyllorna som sticker ut från varje glaciär i havet, " sa Matthew Wise från Cambridges Scott Polar Research Institute, och studiens första författare. "Om vi ​​tar bort dessa stöttande ishyllor, instabila istjocklekar skulle få det grundade västantarktiska istäcket att dra sig tillbaka snabbt igen i framtiden. Eftersom det inte finns några potentiella återstabiliserande punkter längre uppströms för att stoppa en reträtt från att sträcka sig djupt in i det västantarktiska inlandet, Detta kan leda till att havsnivån stiger snabbare än tidigare beräknat."

Pine Island Glacier och angränsande Thwaites Glacier är ansvariga för nästan en tredjedel av den totala isförlusten från västantarktiska istäcket, och detta bidrag har ökat kraftigt under de senaste 25 åren. Förutom basal smälta, de två glaciärerna förlorar också is genom att bryta av, eller kalvning, isberg i Pine Island Bay.

I dag, isbergen som bryter av från Pine Island och Thwaites glaciärer är för det mesta stora bordsliknande block, som orsakar karakteristiska "kamliknande" plöjmärken när dessa stora flerkölade isberg mal längs havsbotten. Däremot under den senaste istiden, hundratals jämförelsevis mindre isberg bröt sig loss från det antarktiska istäcket och drev in i Pine Island Bay. Dessa mindre isberg hade en v-formad struktur som kölen på ett fartyg, och lämnade långa och djupa enstaka ärr i havsbotten.

Högupplösta bildtekniker, används för att undersöka formen och fördelningen av plogmärken på havsbotten i Pine Island Bay, gjorde det möjligt för forskarna att bestämma den relativa storleken och drivriktningen för isberg i det förflutna. Deras analys visade att dessa mindre isberg släpptes på grund av en process som kallas marin isklippeinstabilitet (MICI). Mer än 12, 000 år sedan, Pine Island och Thwaites glaciärer grundades på toppen av en stor kil av sediment, och stöttas av en flytande ishylla, vilket gör dem relativt stabila trots att de vilade under havsytan.

Så småningom, den flytande ishyllan framför glaciärerna "bröt upp", vilket fick dem att dra sig tillbaka på land som sluttade nedåt från jordningslinjerna till det inre av inlandsisen. Detta exponerade höga isklippor vid deras kant med en instabil höjd, och resulterade i en snabb reträtt av glaciärerna från instabilitet i havs isklippor mellan 12, 000 och 11, 000 år sedan. Detta inträffade under klimatförhållanden som var relativt lika de som finns idag.

"Isklippans kollaps har diskuterats som en teoretisk process som kan få västantarktiska istäckets reträtt att accelerera i framtiden, " sa medförfattaren Dr Robert Larter, från British Antarctic Survey. "Våra observationer bekräftar att denna process är verklig och att den inträffade omkring 12, 000 år sedan, vilket resulterar i en snabb reträtt av inlandsisen i Pine Island Bay."

I dag, de två glaciärerna kommer allt närmare den punkt där de kan bli instabila, vilket återigen resulterade i snabb isreträtt.