Nya tidsfördröjningsvideor av jordens glaciärer och isark sett från rymden-några som sträcker sig över nästan 50 år-ger forskare ny inblick i hur planetens frysta områden förändras.

Vid en mediakonferens den 9 december vid årsmötet i American Geophysical Union i San Francisco, forskare släppte nya tidsserier med bilder av Alaska, Grönland, och Antarktis med data från satelliter inklusive NASA-U.S. Geological Survey Landsat uppdrag. En serie bilder illustrerar de dramatiska förändringarna av Alaskas glaciärer och kan varna för framtida reträtt av Hubbardglaciären. Över Grönland, olika satellitrekord visar en snabbare uppgång på glacial reträtt från och med 2000, såväl som smältvattendammar som spridit sig till högre höjder under det senaste decenniet, vilket potentiellt skulle kunna påskynda isflödet. Och i Antarktis ishyllor, utsikten från rymden kunde avslöja sjöar gömda under vintersnön.

Med bilder från Landsat -uppdraget från 1972 och som fortsätter till 2019, glaciolog Mark Fahnestock från University of Alaska Fairbanks, har sytt ihop sex sekunders tidsförfall av varje glaciär i Alaska och Yukon.

"Nu har vi så här lång tid, detaljerad post som gör att vi kan titta på vad som hände i Alaska, " sa Fahnestock. "När du spelar de här filmerna, du får en känsla av hur dynamiska dessa system är och hur ostadigt isflödet är."

Videorna illustrerar tydligt vad som händer med Alaskas glaciärer i ett värmande klimat, han sa, och lyfta fram hur olika glaciärer reagerar på olika sätt. Vissa visar överslag som pausar i några år, eller sjöar som bildas där is brukade vara, eller till och med skräpet från jordskred som tar sig till havet. Andra glaciärer visar mönster som ger forskarna tips om vad som driver glaciärförändringar.

Columbia glaciären, till exempel, var relativt stabil när den första Landsat-satelliten lanserades 1972. Men med början i mitten av 1980-talet glaciärens framsida började snabbt dra sig tillbaka, och 2019 var 12,4 miles (20 kilometer) uppströms. I jämförelse, Hubbardglaciären har avancerat 5 miles under de senaste 48 åren. Men Fahnestocks time-lapse slutar med en bild från 2019 som visar en stor fördjupning i glaciären, där is har brutit av.

"Den här kalvningsplatsen är det första tecknet på svaghet från Hubbard Glacier på nästan 50 år - det har gått framåt genom det historiska rekordet, ", sa han. Om sådana härdar kvarstår under de kommande åren, det kan vara ett tecken på att förändring kan komma till Hubbard, sa han:"Satellitbilderna visar också att dessa typer av kalvningsplatser fanns under decenniet innan Columbia drog sig tillbaka."

Landsat -satelliterna har tillhandahållit den längsta kontinuerliga registreringen av jorden från rymden. USGS har bearbetat gamla Landsat -bilder, vilket gjorde det möjligt för Fahnestock att handplocka de tydligaste Landsat -scenerna för varje sommar, över varje glaciär. Med programvara och datorkraft från Google Earth Engine, han skapade serien med time-lapse-videor.

Forskare använder långtidsdata från satelliter för att titta på Grönlandsglaciärer också. Michalea King of Ohio State University analyserade data från Landsat -uppdrag som går tillbaka till 1985 för att studera mer än 200 av Grönlands stora utloppsglaciärer. Hon undersökte hur långt glaciärfronterna har dragit sig tillbaka, hur snabbt isen flyter, och hur mycket isglaciärer förlorar under denna tidsperiod.

Hon fann att Grönlands glaciärer drog sig tillbaka i genomsnitt cirka 5 km mellan 1985 och 2018 – och att den snabbaste reträtten inträffade mellan 2000 och 2005. Och när hon tittade på mängden glaciäris som kom in i havet, hon fann att det var relativt stabilt under de första 15 åren av rekordet, men började sedan öka runt 2000.

"Dessa glaciärer kalvar mer is i havet än tidigare, "King sa." Det finns ett mycket tydligt samband mellan reträtten och ökande förluster av ismassa från dessa glaciärer under rekordet från 1985 till nu. "Medan King analyserar is som förlorats från framsidan av glaciären, James Lea från University of Liverpool i Storbritannien använder satellitdata för att undersöka issmältning ovanpå Grönlands glaciärer och inlandsisar, som skapar smältvattensjöar.

Dessa smältvattensjöar kan vara upp till 5 km breda och kan dränera genom isen på några timmar, Lea sa, som kan påverka hur snabbt isen flyter. Med datorkraften hos Google Earth Engine, Lea analyserade bilder av Grönlands inlandsis från Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) på Terra-satelliterna för varje dag under varje smältsäsong under de senaste 20 åren – mer än 18, 000 bilder totalt.

"Vi tittade på hur många sjöar det finns per år över isen och fann en ökande trend under de senaste 20 åren:en ökning med 27 procent i sjöar, Lea sa. "Vi får också fler och fler sjöar på högre höjder - områden som vi inte förväntade oss att se sjöar i förrän 2050 eller 2060."

När dessa höghöjda smältvattendammar slår igenom inlandsisen och dränerar, det kan få isen att påskynda, han sa, gallra isen och påskynda dess undergång.

Det tar inte alltid decennier värda data för att studera polära egenskaper – ibland kommer bara ett eller två år att ge insikter. Den antarktiska inlandsisen upplever ytsmältning, men det finns också sjöar flera meter under ytan, isolerad av lager av snö. För att se var dessa underjordiska sjöar är, Devon Dunmire från University of Colorado, Flyttblock, använde mikrovågsradarbilder från European Space Agency:s Sentinel-1 satellit. Snö och is är i princip osynliga för mikrovågsstrålning, men flytande vatten absorberar det starkt.

Dunmires nya studie, presenterades vid AGU-mötet, hittade sjöar som prickade ishyllorna George VI och Wilkins nära Antarktishalvön - även några som förblev flytande under vintermånaderna. Dessa dolda sjöar kan vara vanligare än forskare trodde, Hon sa, noterar att hon fortsätter att leta efter liknande egenskaper över kontinentens ishyllor.

"Inte mycket är känt om distributionen och mängden av dessa underjordiska sjöar, men detta vatten verkar vara utbrett på ishyllan nära den antarktiska halvön, " Dunmire sa, "och det är en viktig komponent att förstå eftersom smältvatten har visat sig destabilisera ishyllor."