Antarktis inlandsis spänner över nästan dubbelt så stor yta som det angränsande USA, och dess landgräns är stöttad av massiva, flytande ishyllor som sträcker sig hundratals mil ut över det kalla vattnet i södra oceanen. När dessa ishyllor kollapsar i havet, de exponerar höga klippor av is längs Antarktis kant.
Forskare har antagit att isklippor som är högre än 90 meter (ungefär på höjden av Frihetsgudinnan) snabbt skulle kollapsa under sin egen vikt, bidra till mer än 6 fot av havsnivåhöjning i slutet av århundradet - tillräckligt för att helt översvämma Boston och andra kuststäder. Men nu har MIT-forskare funnit att just denna förutsägelse kan vara överskattad.
I en tidning som publicerades idag i Geofysiska forskningsbrev , teamet rapporterar att för att en 90 meter lång isklippa ska kollapsa helt, ishyllorna som stöder klippan skulle behöva brytas isär extremt snabbt, inom några timmar — en hastighet av isförlust som inte har observerats i det moderna rekordet.
"Ishyllorna är ungefär en kilometer tjocka, och några är lika stora som Texas, " säger MIT doktorand Fiona Clerc. "Att hamna i katastrofala misslyckanden på riktigt höga isklippor, du skulle behöva ta bort dessa ishyllor inom några timmar, vilket verkar osannolikt oavsett klimatförändringsscenariot."
Om en stödjande ishylla skulle smälta bort under en längre period av dagar eller veckor, snarare än timmar, forskarna fann att den återstående isklippan inte plötsligt skulle spricka och kollapsa under sin egen vikt, men istället skulle det sakta rinna ut, som ett berg av kall honung som har släppts ur en damm.
"Det nuvarande värsta scenariot med havsnivåhöjning från Antarktis är baserat på idén att klippor högre än 90 meter skulle misslyckas katastrofalt, "Brent Minchew, biträdande professor vid MIT:s Department of Earth, Atmosfärs- och planetvetenskap. "Vi säger det scenariot, baserat på klippfel, kommer förmodligen inte att spela ut. Det är något av ett silverfoder. Som sagt, vi måste vara försiktiga med att andas ut. Det finns många andra sätt att få snabb havsnivåhöjning."
Clerc är huvudförfattare till den nya tidningen, tillsammans med Minchew, och Mark Behn från Boston College.
Fånigt kittliknande beteende
I ett värmande klimat, när Antarktis ishyllor kollapsar i havet, de exponerar höga klippor av jordad is, eller is över land. Utan det stöttande stödet från ishyllor, Forskare har antagit att kontinentens mycket höga isklippor skulle kollapsa, kalvning i havet, att exponera ännu högre klippor längre in i landet, som själva skulle misslyckas och kollapsa, initierar en skenande istäcksreträtt.
I dag, det finns inga isklippor på jorden som är högre än 90 meter, och forskare antog att detta beror på att klippor som är högre än så inte skulle kunna bära sin egen vikt.
präst, Minchew, och Behn tog på sig detta antagande, undrar om och under vilka förhållanden isklippor 90 meter och högre skulle kollapsa fysiskt. För att svara på detta, de utvecklade en enkel simulering av ett rektangulärt isblock för att representera ett idealiserat inlandsis (is över land) som initialt stöds av en lika hög ishylla (is över vatten). De körde simuleringen framåt genom att krympa ishyllan i olika takt och se hur den exponerade isklippan reagerar över tid.
I sin simulering, de ställer in de mekaniska egenskaperna, eller beteende hos is, enligt Maxwells modell för viskoelasticitet, som beskriver hur ett material kan övergå från en resår, gummiaktigt svar, till en trögflytande, honungsliknande beteende beroende på om den laddas snabbt eller långsamt. Ett klassiskt exempel på viskoelasticitet är fånigt spackel:Om du lämnar en boll med fånigt spackel på ett bord, det sjunker sakta ner i en pöl, som en trögflytande vätska; om du snabbt drar isär den, det rivs sönder som ett elastiskt fast material.
Som det visar sig, is är också ett viskoelastiskt material, och forskarna inkorporerade Maxwell viskoelasticitet i sin simulering. De varierade hastigheten med vilken den strävande ishyllan avlägsnades, och förutspådde om isklippan skulle spricka och kollapsa som ett elastiskt material eller flyta som en trögflytande vätska.
De modellerar effekterna av olika starthöjder, eller tjocklek av is, från 0 till 1, 000 meter, tillsammans med olika tidsskalor för ishyllans kollaps. I slutet, de upptäckte att när en 90 meter lång klippa exponeras, det kommer snabbt att kollapsa i sköra bitar endast om den stödjande ishyllan har tagits bort snabbt, under en period av timmar. Faktiskt, de fann att detta beteende gäller för klippor så höga som 500 meter. Om ishyllor tas bort under längre perioder av dagar eller veckor, isklippor så höga som 500 meter kommer inte att kollapsa under sin egen vikt, men istället försvinner långsamt, som kall honung.
En realistisk bild
Resultaten tyder på att jordens högsta isklippor sannolikt inte kommer att kollapsa katastrofalt och utlösa en skenande inlandsis. Det beror på att den snabbaste hastigheten med vilken ishyllor försvinner, åtminstone som dokumenterats i den moderna journalen, är i storleksordningen veckor, inte timmar, som forskare observerade 2002, när de tog satellitbilder av kollapsen av Larsen B-ishyllan – en isbit lika stor som Rhode Island som bröt sig loss från Antarktis, splittras i tusentals isberg under loppet av två veckor.
"När Larsen B kollapsade, det var en ganska extrem händelse som inträffade under två veckor, och det är en liten ishylla jämfört med de som vi skulle vara särskilt oroliga för, "Säger Clerc. "Så vårt arbete visar att klippavbrott förmodligen inte är den mekanism genom vilken vi skulle få mycket havsnivåhöjning inom en snar framtid."
