Forskarna använde marin seismisk teknik från baksidan av en isbrytare nära Antarktis Sabrina Coast. Utrustningen tog bilder av havsbotten, inklusive geologiska formationer skapade av inlandsisen. Detta gjorde det möjligt för forskarna att rekonstruera hur glaciärer i området har avancerat och dragit sig tillbaka under de senaste 50 miljoner åren. Kredit:Sean Gulick/University of Texas at Austin
Den östra Antarktiska istäcket låser tillräckligt med vatten för att höja havsnivån med uppskattningsvis 53 meter (174 fot), mer än något annat inlandsis på planeten. Det anses också vara bland de mest stabila, inte får eller förlorar massa ens när istäcken i Västantarktis och Grönland krymper.
Ny forskning publicerad den 14 december in Natur och ledd av University of Texas i Austin och University of South Florida fann att det östra Antarktiska istäcket kanske inte är så stabilt som det verkar. Faktiskt, inlandsisen har en lång historia av att expandera och krympa – ett fynd som tyder på att inlandsisen kan bidra väsentligt till den globala havsnivåhöjningen när jordens klimat värms upp. De nya resultaten kom från geofysiska och geologiska data som samlats in under den första oceanografiska undersökningen någonsin av östra Antarktis Sabrina-kust. Glaciärerna i denna region kan vara särskilt känsliga för klimatförändringar eftersom de rinner från Aurora Basin, en region i östra Antarktis som mestadels ligger under havsytan.
Medförfattare Sean Gulick, en forskningsprofessor vid University of Texas Institute for Geophysics (UTIG) och UT Department of Geological Sciences (DGS), sade studien fann att glaciärer från Aurora Basin har varit stabila endast under de senaste miljoner åren.
"Det visar sig att under mycket av den östra antarktiska inlandsisens historia, det var inte det allmänt uppfattade stora stabila inlandsisen med endast små förändringar i storlek under miljontals år, sade han. Snarare, vi har bevis för ett mycket dynamiskt inlandsis som växte och krympte avsevärt mellan glaciala och interglaciala perioder. Det fanns också ofta långa intervaller med öppet vatten längs Sabrinakusten, med begränsad glacial påverkan."
UTIG och DGS är enheter i UT Jackson School of Geosciences.
Forskarna genomförde den första oceanografiska undersökningen någonsin av östra Antarktis Sabrina-kust. Glaciärerna i denna region kan vara särskilt känsliga för klimatförändringar eftersom de rinner från Aurora Basin, en region i östra Antarktis som mestadels ligger under havsytan. Kredit:Jackson School of Geosciences/The University of Texas at Austin
Samarbetspartners inkluderar forskare vid Louisiana State University, University of Southampton, Florida State University och Colgate University.
Med hjälp av marin seismisk teknik utplacerad från en isbrytare, forskare kunde rekonstruera hur glaciärer vid Sabrinakusten har avancerat och dragit sig tillbaka under de senaste 50 miljoner åren. Teamet tog också kärnprover av lera från 1 till 2 meter under havsbotten och analyserade forntida pollen för att bestämma provernas ålder. Analysen genomfördes vid Louisiana State Universitys Center for Excellence in Palynology.
Sabrinakusten, och närliggande Aurora Basin, är särskilt viktiga eftersom regionala glaciärer för närvarande tunnas ut och drar sig tillbaka när närliggande havsvatten blir varmare. Om inlandsisen i Aurora Basin smälte, den globala havsnivån skulle stiga mer än 3-5 meter (10-15 fot).
Enligt teamets uppgifter, isen avancerade från Aurorabassängen och drog sig tillbaka minst 11 gånger under de första 20 miljoner åren av inlandsisens historia. Forskare fann också att det unga inlandsisen var mycket fuktigare än det är idag, med smältvatten från ytan som strömmar in i ett nätverk av kanaler under isen. Dessa kanaler eroderades in i berget under isen, lämnar distinkta formationer som kallas "tunneldalar". Denna dynamiska tid för östra Antarktiska glaciärer inträffade när atmosfäriska temperaturer och atmosfäriska CO2-nivåer var liknande eller högre än idag.
"Vi borde inte se det här som ett inlandsis som plötsligt växte till sin nuvarande storlek, utan snarare en som var ett övergående inlandsis som expanderade varannan miljon år eller så, sa Gulick.
Solnedgång på Sabrinakusten, Östra Antarktis. Kredit:Steffen Saustraup/ University of Texas i Austin
För cirka 6 miljoner år sedan, östra Antarktiska istäcket expanderade, stabiliserades och upphörde att producera stora volymer smältvatten. Dock, när klimatförändringarna höjer den globala lufttemperaturen, det är möjligt att östantarktiska glaciärer kan börja smälta, en förändring som kan få inlandsisen att flytta tillbaka till instabilt territorium.
Det varma havsvattnet som för närvarande smälter Totten Glacier - Östra Antarktis största glaciär, som rinner från Aurora Basin - kan vara ett tidigt varningstecken, sa medförfattaren Amelia Shevenell, en docent vid University of South Florida College of Marine Science.
"Mycket av det vi ser just nu i kustområdena är att värmande havsvatten smälter Antarktis glaciärer och ishyllor, men den här processen kan bara vara början, "Sade Shevenell. "När du har den kombinationen av havsvärme och atmosfärisk värme - som är relaterade - det är då inlandsisen verkligen kan uppleva en dramatisk förlust av ismassa."
National Science Foundation (NSF) förvaltar United States Antarctic Program och tillhandahåller finansieringen och det logistiska stödet som gjorde fältforskning till Sabrina Coast möjlig.
"De antarktiska isarnas tidigare beteende och dynamik är bland de viktigaste öppna frågorna i den vetenskapliga förståelsen av hur polarområdena hjälper till att reglera det globala klimatet, sa Jennifer Burns, chef för NSF Antarctic Integrated Science System Program. "Denna forskning ger en viktig bit för att hjälpa till att lösa det enorma pusslet."
