Antarktis, sett med Google Earth, och ett snitt för att visa jordens inre, där manteln (röd och mörk röd) och kärnan (gul) är synliga. Amundsen Sea Embayment indikeras av den röda rektangeln. Till höger, ett foto avslöjar en av GPS -platserna i studien. Kredit:VR. Barletta, DTU Space vid Danmarks tekniska universitet/Google Earth/Terry Wilson, Ohio State University
Jorden stiger i en del av Antarktis med en av de snabbaste hastigheter som någonsin registrerats, som is snabbt försvinner och vikten lyfts från berggrunden, en ny internationell studie har funnit.
Resultaten, rapporteras i tidningen Vetenskap , har överraskande och positiva konsekvenser för överlevnaden av West Antarctic Ice Sheet (WAIS), som forskare tidigare hade trott kunde dömas på grund av klimatförändringens effekter.
Den oväntat snabba hastigheten för den stigande jorden kan markant öka stabiliteten av isen mot katastrofal kollaps på grund av isförlust, säger forskare.
Dessutom, jordens snabba uppgång i detta område påverkar också gravitationsmätningar, vilket innebär att upp till 10 procent mer is har försvunnit i denna del av Antarktis än tidigare antagits.
Forskare som leds av forskare vid Ohio State University använde en serie av sex GPS-stationer (en del av POLENET-ANET-arrayen) fäst vid berggrunden runt Amundsenhavsutrymmet för att mäta ökningen som svar på tunnare is.
"Höjningshastigheten" uppmättes till upp till 41 millimeter (1,6 tum) om året, sa Terry Wilson, en av studiens ledare och professor emeritus i geovetenskap vid Ohio State.
I kontrast, platser som Island och Alaska, som har vad som anses vara snabba höjningshastigheter, i allmänhet mäts stigande 20 till 30 millimeter per år.
"Höjningstakten vi fann är ovanlig och mycket överraskande. Det är en spelväxlare, "Sa Wilson.
Och det kommer bara att bli snabbare. Forskarna uppskattar att om 100 år har höjningshastigheterna på GPS -platserna kommer att vara 2,5 till 3,5 gånger snabbare än vad som för närvarande observeras.
"Dessa resultat ger ett viktigt bidrag till vår förståelse av dynamiken i jordens berggrund, tillsammans med gallringen av is i Antarktis. Den stora mängden vatten som lagras i Antarktis har konsekvenser för hela planeten, "sade huvudstudieförfattaren Valentina R. Barletta, som startade detta arbete i Ohio State och nu är postdoktoral forskare vid National Space Institute (DTU Space) vid Danmarks tekniska universitet.
"De nya fynden ökar behovet av att förbättra ismodeller för att få en mer exakt bild av vad som kommer att hända i framtiden."
Även om modelleringsstudier har visat att berghöjning teoretiskt sett skulle kunna skydda WAIS från kollaps, man trodde att processen skulle ta för lång tid för att få praktiska effekter.
"Vi trodde tidigare att höjning skulle ske under tusentals år i mycket långsam takt, inte tillräckligt för att ha en stabiliserande effekt på inlandsisen. Våra resultat tyder på att den stabiliserande effekten bara kan ta årtionden, "Sa Wilson.
Wilson sa att den snabba ökningen av berggrunden i denna del av Antarktis tyder på att geologin under Antarktis skiljer sig från vad forskare tidigare hade trott.
Under det solida övre lagret av jorden finns ett hetare och mer flytande bergskikt som kallas manteln. Exakt hur varm och flytande manteln är varierar över planeten.
Den snabba upplyftningen runt Amundsen Sea Embayment tyder på att manteln i detta område är varmare och mer flytande (eller, som forskare säger, den har lägre viskositet) än förväntat, enligt Barletta.
Barletta körde en mängd olika datormodeller som använde scenarier för isförlust genom tiden i området för att förklara hur en sådan snabb upphöjning kan ske idag.
Terry Wilson, professor emeritus i geovetenskap vid Ohio State University, monterar en GPS -antenn på ett monument fixerat på berggrunden. Denna GPS -enhet är vid Westhaven Nunatak i Transantarctic Mountains. Upphovsman:Polar Earth Observing Network
Resultaten av Barlettas modeller visade att GPS-fynden idag bäst kan förklaras med en mantel med låg viskositet, Sa Wilson.
Det skulle innebära att berggrunden reagerar snabbare när isens vikt tas bort - vilket är exakt vad GPS -resultaten visade.
Dessa nya mätningar av Glacial Isostatic Adjustment (GIA), den vetenskapliga termen för upphöjning på grund av isläsning, är en viktig del av en bredare berättelse om ödet för de antarktiska inlandsisarna, sa Doug Kowalewski, programdirektör för Antarctic Earth Sciences i National Science Foundation's Office of Polar Programs (OPP).
"Det observerade GIA-svaret som fångats av POLENET-arrayen är en storleksordning större än man tidigare trott. Den kommande utmaningen är att koppla GIA-observationerna till ismodeller, "Sa Kowalewski.
"Dessa data kommer att vara av stort värde för modelleringsgemenskapen som undersöker de komplexa relationerna mellan GIA, havscirkulation under ishylla, och slutligen, inlandsstabilitet. "
Höjningens största praktiska effekt kan vara en sällsynt bit av goda nyheter för vad som händer i denna del av Antarktis till följd av klimatförändringar, Sa Wilson.
Västantarktiska isbanan spelar en nyckelroll för havsnivåhöjningen. Uppskattningar tyder på att bara denna iskapp står för en fjärdedel av den globala havsnivåhöjningen som kan hänföras till försvinnande snö och is.
Vissa forskare föreslår att WAIS kan ha passerat en tipppunkt där isförlust inte längre kan stoppas, vilket kan vara katastrofalt, Sa Wilson. Glaciärerna där innehåller tillräckligt med vatten för att höja den globala havsnivån upp till fyra fot.
Problemet är att mycket av detta område av Antarktis ligger under havsnivån. Relativt varmt havsvatten har runnit in under botten av inlandsisen, orsaka gallring och flyttning av jordledningen - där vattnet, is och fast jord möts - längre inåt landet.
Processen verkade ostoppbar, Sa Wilson. "Men vi hittade feedback som kan bromsa eller till och med stoppa processen."
En viktig återkoppling handlar om "fästpunkter - förhöjda särdrag hos jorden som stiger från ytan under jordlinjen som klämmer in isen på fast jord. Dessa fästpunkter går upp som svar på jordens upphöjning och kan förhindra ytterligare tillbakadragande av inlandsisen.
En annan feedback är att sänka havsnivån. Massiva inlandsisar längs havet har sin egen dragkraft och höjer havsnivån nära dem. Men när isen tynnar och drar sig tillbaka, gravitationstrycket minskar och havsnivån nära kusten sjunker.
"Sänkning av havsnivån, stigningen av fästpunkter och minskningen av inlandslutningen på grund av berggrundens upphöjning är alla återkopplingar som kan stabilisera inlandsisen, "Sa Wilson.
Andra forskare hade uppskattat hur mycket jorden skulle behöva stiga för att skydda WAIS med tanke på en rad framtida klimatuppvärmningsscenarier.
Resultaten av denna studie uppskattar att berggrunden vid Pine Island Glacier -jordlinjen (som är en del av WAIS) kommer att ha stigit cirka 8 meter på 100 år. Det är ungefär tre gånger högre än de värden som andra har visat för att minska tillflyktsflykt i detta område.
"Under många realistiska klimatmodeller, detta borde vara tillräckligt för att stabilisera inlandsisen, "Sa Wilson.
Hon sa att medan denna studie ger några potentiellt goda nyheter för Amundsen Sea Embayment, det betyder inte att allt är bra i Antarktis.
"Antarktis fysiska geografi är mycket komplex. Vi hittade några potentiellt positiva återkopplingar i detta område, men andra områden kan vara olika och ha negativa återkopplingar istället, "sa hon. Oavsett återkoppling, modeller tyder på att WAIS kommer att kollapsa om den framtida globala uppvärmningen är stor.