Ross Polynya där solvärme absorberas av havet. Isfrontens vertikala vägg sträcker sig 600 km. Kredit:Poul Christoffersen
Ett internationellt team av forskare har funnit att en del av världens största ishylla smälter 10 gånger snabbare än väntat på grund av solvärmning av det omgivande havet.
I en studie av Antarktis Ross Ice Shelf, som täcker ett område ungefär lika stort som Frankrike, forskarna ägnade flera år åt att bygga upp ett register över hur den nordvästra delen av denna enorma ishylla interagerar med havet under den. Deras resultat, redovisas i tidskriften Naturgeovetenskap , visa att isen smälter mycket snabbare än man tidigare trott på grund av inströmmande varmt vatten.
"Stabiliteten hos ishyllor anses generellt vara relaterad till deras exponering för varmt djuphavsvatten, men vi har funnit att soluppvärmt ytvatten också spelar en avgörande roll för att smälta ishyllor, " sa första författaren Dr. Craig Stewart från National Institute of Water and Atmospheric Research (NIWA) i Nya Zeeland, som bedrev arbetet medan en doktorsexamen. student vid University of Cambridge.
Även om interaktionen mellan is och hav som sker hundratals meter under ytan av ishyllor verkar avlägsna, de har en direkt inverkan på havsnivån på lång sikt. Ross Ice Shelf stabiliserar det västantarktiska istäcket genom att blockera isen som rinner in i den från några av världens största glaciärer.
"Tidigare studier har visat att när ishyllor kollapsar, de matande glaciärerna kan påskyndas med en faktor eller två eller tre, " sa medförfattaren Dr. Poul Christoffersen från Cambridges Scott Polar Research Institute. "Skillnaden här är den stora storleken på Ross Ice Shelf, som är över hundra gånger större än de ishyllor vi redan har sett försvinna."
Teamet samlade in fyra års data från en oceanografisk förtöjning installerad under Ross Ice Shelf av medarbetare vid NIWA. Med hjälp av instrument utplacerade genom ett 260 meter djupt borrhål, laget mätte temperaturen, salthalt, smälthastigheter och havsströmmar i hålrummet under isen.
Teamet använde också ett extremt exakt skräddarsytt radarsystem för att övervaka ishyllans föränderliga tjocklek. Stöds av Antarktis Nya Zeeland och Rutherford Foundations Scott Centenary Scholarship vid Scott Polar Research Institute, Dr. Stewart och Dr. Christoffersen reste mer än 1000 km med snöskoter för att mäta istjocklekar och kartlägga basala smälthastigheter.
Cambridge och NIWA-forskare går igenom 1, 000 km på Ross Ice Shelf. Kredit:Poul Christoffersen
Data från instrumenten utplacerade på förtöjningen visade att soluppvärmt ytvatten strömmar in i hålrummet under ishyllan nära Ross Island, vilket gör att smälthastigheterna nästan tredubblas under sommarmånaderna.
Avsmältningen påverkas av ett stort område med öppet hav framför ishyllan som är tom på havsis på grund av starka frånlandsvindar. Detta område, känd som Rosshavet Polynya, absorberar solvärme snabbt på sommaren och denna solvärmekälla påverkar tydligt smältningen i ishyllans hålighet.
Fynden tyder på att förhållandena i ishyllans hålighet är närmare kopplade till ythav och atmosfär än vad som tidigare antagits, vilket antyder att smälthastigheter nära isfronten kommer att reagera snabbt på förändringar i det översta lagret av havet.
"Klimatförändringar kommer sannolikt att resultera i mindre havsis, och högre yttemperaturer i Rosshavet, vilket tyder på att smälthastigheterna i denna region kommer att öka i framtiden, " sa Stewart.
Potentialen för att öka smälthastigheterna i denna region har konsekvenser för ishyllans stabilitet på grund av ishyllans form. Snabb smältning som identifierats av studien sker under en tunn och strukturellt viktig del av ishyllan, där isen trycker mot Ross Island. Trycket från ön, sänds genom denna region, saktar ner flödet av hela ishyllan.
"Observationerna vi gjorde på framsidan av ishyllan har direkta konsekvenser för många stora glaciärer som rinner in i ishyllan, några så långt som 900 km bort, " said Christoffersen.
While the Ross Ice Shelf is considered to be releatively stable, the new findings show that it may be more vulnerable than thought so far. The point of vulnerability lies in the fact that that solar heated surface water flows into the cavity near a stabilising pinning point, which could be undermined if basal melting intensifies further.
The researchers point out that melting measured by the study does not imply that the ice shelf is currently unstable. The ice shelf has evolved over time and ice lost by melting due to inflow of warm water is roughly balanced by the inputs of ice from feeding glaciers and snow accumulation. This balance is, dock, depending on the stability provided by the Ross Island pinning point, which the new study identifies as a point of future vulnerability.