Totten Glacier, den största glaciären i östra Antarktis, smälts underifrån av varmt vatten som når isen när vindarna över havet är starka – en anledning till oro eftersom glaciären håller mer än 11 ​​fot havsnivåhöjning och fungerar som en plugg som hjälper till att låsa in isen i öst Antarktis istäcke.

Forskning ledd av University of Texas i Austin har funnit att vinden är ansvarig för att föra varmt vatten till Tottens underliv, vilket gör att glaciären smälter underifrån. Detta fynd hjälper till att svara på frågan om vad som får Totten att snabba upp vissa år och sakta ner under andra. Klimatförändringarna förväntas öka intensiteten av vindar över södra oceanen under nästa århundrade, och de nya rönen visar att Totten Glacier förmodligen kommer att svara på de växlande vindarna.

"Totten har kallats den sovande jätten eftersom den är enorm och har setts som okänslig för förändringar i sin miljö, " sa huvudförfattaren Chad Greene, en doktorsexamen kandidat vid University of Texas Institute for Geophysics (UTIG). "Men vi har visat att om Totten sover, det är verkligen inte i koma – vi ser tecken på lyhördhet, och det kanske bara tar vinden som blåser för att väcka den."

Studien publicerades 1 november i tidskriften Vetenskapens framsteg . UTIG är en forskningsenhet inom UT Jackson School of Geosciences.

Teamet av forskare fann att glaciären påskyndar sitt flöde mot havet när vindarna över Antarktis södra ocean är starka och drar upp varmt vatten från djuphavet till kontinentalsockeln i en process som kallas upwelling. När det varma vattnet når kusten, den cirkulerar under den flytande delen av glaciären via undervattensraviner, smälta kanten av inlandsisen underifrån. När en glaciär smälter, det smalnar, försvagas och påskyndas, låta mer inlandsis rinna ut i havet, får havsnivån att stiga.

Vindstyrkan varierar från år till år, men växthusgaser, såsom CO ₂ , agera som en förstärkare för antarktiska kustvindar, öka deras intensitet och låta dem ta upp varmt vatten från djupet oftare. Detta samspel mellan klimat och vind kan leda till att havsnivån stiger helt enkelt genom att flytta vatten från en plats i havet till en annan, sa Greene - ingen uppvärmning av luften, eller av havstemperaturer som krävs.

Uppvallning uppstår när vinden tränger undan ytvatten, låter djupare och varmare vatten stiga upp för att ersätta det.

"Det är som när du blåser över en varm skål med soppa och små nudlar från botten börjar snurra runt och stiger till toppen, sa Greene.

Uppvällning kan ha stora effekter runt Antarktis, där det djupa vattnet tenderar att vara som varmast (cirka 5 till 7 grader Fahrenheit över fryspunkten). Havsytan är vanligtvis nära fryspunkten eftersom den ständigt utsätts för lufttemperaturer under noll. Så när vinden drar upp varmt vatten från djupet, temperaturskillnaden som upplevs vid gränsytan mellan vatten och is kan effektivt sänka glaciären i ett varmt bad, med vissa områden som upplever mer än en 10-faldig ökning i smälthastighet.

Teamets studie kompletterar en tidigare studie som leds av Jason Roberts, en glaciolog vid Australian Antarctic Division vid Antarctic Climate &Ecosystems Cooperative Research Center. Roberts upptäckte att när varmt vatten smälter Totten underifrån, det får basen av glaciären som vanligtvis är grundad på havsbotten att flyta. Denna lossning av glaciären kan få glaciärens flöde att accelerera, lägga till mer is i havet och bidra till havsnivåhöjningen.

"Den återstående frågan var, varför spolas kanjonerna under Totten med varmt vatten vissa år och kallt vatten andra år?" sa Roberts.

Den nya studien hjälper till att svara på den frågan genom att förklara hur vinden driver varmt vatten under glaciären. Genom att kombinera satellitbilder av inlandsisen och vindspänningsdata från observationer och datormodellering, Greene och hans medarbetare kunde studera händelsekedjan som för det varma vattnet till Totten. Det inkluderar modellering av den vindinducerade uppströmningen vid kanten av den antarktiska kontinentalsockeln, flödet av vattnet genom undervattensraviner på kontinentalsockeln, och vattnet som når Totten som orsakar smälta och acceleration.

Under nästa århundrade, vindar förväntas intensifieras och migrera närmare den östra Antarktiska kusten som ett resultat av ökade atmosfäriska växthusgaser. Denna studie tyder på att när vindarna över södra oceanen intensifieras, så kommer Totten Glaciers bidrag till den globala havsnivåhöjningen.

"Inlandsisens känslighet för vindkraft har antagits under lång tid, men det tar årtionden av observationer för att visa entydig orsak och verkan, sa Donald Blankenship, en senior forskare vid UTIG som bidragit till denna studie och Roberts studie. "Nu är vi vid den punkt där vi uttryckligen kan visa kopplingarna mellan vad som händer i atmosfären, vad händer i havet, och vad som händer med den antarktiska istäcket."