Upp och nedvända "floder" av varmt havsvatten eroderar de brutna kanterna av tjocka, flytande antarktiska ishyllor underifrån, bidra till att skapa förhållanden som leder till att ishyllan går sönder och havsnivån stiger, enligt en ny studie.

Resultaten, publiceras idag i Vetenskapens framsteg , beskriva en ny process som är viktig för framtiden för Antarktis is och kontinentens bidrag till stigande hav. Modeller och prognoser redogör ännu inte för det nyförstådda och oroande scenariot, som redan är igång.

"Varmvattencirkulationen attackerar undersidan av dessa ishyllor på deras mest sårbara platser, sa Alley, som tog sin doktorsexamen. vid University of Colorado Boulder, i National Snow and Ice Data Center, en del av CIRES. Alley är nu besökande biträdande professor i geovetenskaper vid College of Wooster i Ohio. "Dessa effekter spelar roll, " sa hon. "Men exakt hur mycket, vi vet inte än. Vi måste."

Ishyllor flyter ute på havet vid kanterna av landbaserade inlandsisar, och cirka tre fjärdedelar av den antarktiska kontinenten är omgiven av dessa förlängningar av inlandsisen. Hyllorna kan fås in av kanjonliknande väggar och gupp i havsbotten. När de hindras av dessa berggrundshinder, ishyllor bromsar isflödet från kontinentens inre mot havet. Men om en ishylla drar sig tillbaka eller faller isär, is på land rinner mycket snabbare ut i havet, stigande havsnivåer.

Forskarnas nya arbete fokuserar på två faktorer som konspirerar för att försvaga ishyllorna. Först, flödande is sträcker sig ofta och spricker längs dess kanter eller "skjuvkanter, "särskilt när det flödar snabbt, Sade Alley. "I MODIS och andra satellitbilder, du ser alla dessa sprickor."

När dessa knasiga detaljer flyter mot havet och blir en del av flytande ishyllor, de är sårbara för erosion underifrån, av varma plymer av havsvatten, laget rapporterade.

Varmt och färskt vatten är mer flytande än kallt och salt vatten, så den har en tendens att "hitta" höga punkter i flytande is, ibland bildar en typ av "uppochnervänd flod" som kan bli mil bred och tiotals mil lång. Alley och hennes kollegor kartlade först dessa floder eller "basalkanaler" för några år sedan, upptäcka dem som rynkor eller häng i annars släta isytor.

Nu, de har satt ihop allt, visar att stora basalkanaler är mer benägna att bildas vid skjuvmarginalerna-de svagaste delarna-av snabbt flytande ishyllor. Medan isen fortfarande ligger på land, stora tråg bildas i skjuvkanterna, blir tunna fläckar när isen strömmar ut i havet. Varmt havsvatten hittar de där tunna fläckarna längs botten av ishyllan, ytterligare eroderande och försvagande marginaler, göra ishyllor mer sårbara för reträtt och kollaps.

Förr, forskare visste inte att varma plymer var så vanliga under ishyllans marginaler. Alleys team använde satellitbilder för att visa att, vid ändarna av skjuvmarginalerna på många av Antarktis snabbast föränderliga glaciärer, varmt vatten stiger upp till ytan, smältande havsis och bildar områden med öppet vatten som kallas "polynyas". Studien fann att dessa polynyor bildades år efter år på samma ställen, vilket betyder att varmt vatten verkligen kanaliseras under tunt, svaga ishylleskjuvmarginaler.

Dessa processer tycks hända på ishyllor i både Antarktis och Grönland, Alley sa, även om det nya arbetet fokuserar på antarktiska glaciärer.

Forskargruppen publicerade tidigare arbete fokuserat på de skadliga effekterna av smältvatten på ytan av ishyllorna. "Nu ser vi en ny process, där varmt vatten skär in i hyllan underifrån, " sa medförfattaren Ted Scambos, en CIRES senior forskare vid CU Boulder. "Som att göra en tallrik med glas, tråget gör hyllan svag, och om några decennier, det är borta, frigör inlandsisen för att åka ut snabbare i havet."

Scambos och Alley är på väg tillbaka till Antarktis i höst, att fortsätta arbetet med kontinentens isdynamik; Scambos är en ledande forskare i International Thwaites Glacier Collaborative:https://thwaitesglacier.org/