Lag från USA och Storbritannien har framgångsrikt slutfört vetenskapligt fältarbete i ett av de mest avlägsna och fientliga områdena i Västantarktis – sammanfallande med 200-årsdagen av upptäckten av kontinenten. Denna forskning kommer att hjälpa forskare att avgöra om Thwaites-glaciären kan kollapsa under de närmaste decennierna och påverka den framtida globala havsnivåhöjningen.

Thwaites Glacier, täcker 192, 000 kvadratkilometer (74, 000 kvadratkilometer) ett område lika stort som Florida eller Storbritannien, är särskilt mottaglig för klimat- och havsförändringar. Under de senaste 30 åren har mängden is som rinner ut från Thwaites och dess närliggande glaciärer har nästan fördubblats. Redan, is som dränerar från Thwaites till Amundsenhavet står för cirka fyra procent av den globala havsnivåhöjningen. En rinnande kollaps av glaciären skulle leda till en betydande ökning av havsnivån med cirka 65 cm (25 tum) och forskare vill ta reda på hur snabbt detta kan hända.

Fem hängivna team av forskare och ingenjörer har arbetat på Thwaites-glaciären under de senaste två månaderna i minusgrader och extrema vindar. Två av dessa team har använt varmt vatten för att borra mellan 300 och 700 meter genom isen till havet och sedimentet under. MELT-teamet borrade två ställen under glaciären med varmt vatten, inklusive inom två kilometer från grundzonen, området där glaciären möter havet. TARSAN-teamet borrade på två platser cirka 30 kilometer längre ut på den flytande hyllan för att utforska de oceanografiska förhållandena under isen och GHC-teamet borrade fyra berggrundskärnor med hjälp av en Winkie-borr.

På grundzonsplatsen matades en rad instrument genom borrhålet-inklusive den lilla gula underisroboten, Icefin, som samlade in data om hur glaciären interagerar med havet och de underliggande sedimenten. I mitten av januari, Icefin simmade nästan två kilometer från borrplatsen, ända fram till Thwaites jordningszon, att mäta, bild, och kartlägga smältningen och dynamiken vid denna kritiska del av glaciären. Ett annat team (THOR) extraherade också fem meter långa kärnor av mjukt sediment genom att sänka ett metallrör genom de två hålen i isen och köra in det i det leriga sedimentet nedanför. Detta kommer att avslöja glaciärens tidigare historia.

Ledande forskare för Icefin, Dr Britney Schmidt från Georgia Institute of Technology i Atlanta, som fortfarande arbetar i Antarktis, säger:

"Vi designade Icefin för att kunna komma åt glaciärernas jordningszoner, platser där observationer har varit nästan omöjliga, men där snabba förändringar sker. För att få chansen att göra detta på Thwaites Glacier, som är en så kritisk gångjärnspunkt i Västantarktis, är en dröm som går i uppfyllelse för mig och mitt team. Data kan inte vara mer spännande. "

Dr Keith Nicholls, en oceanograf från British Antarctic Survey och Storbritannien som leder MELT-teamet säger:

"Vi vet att varmare havsvatten eroderar många av Västantarktis glaciärer, men vi är särskilt oroade över Thwaites. Dessa nya data kommer att ge ett nytt perspektiv på de processer som äger rum så att vi kan förutsäga framtida förändringar med större säkerhet."

Dr Paul Cutler, som förvaltar International Thwaites Glacier Collaboration (ITGC) vid US National Science Foundation, säger:

"Thwaites Glacier är extremt avlägsen, med bara en handfull människor som satte sin fot på det fram till i år. Detta har varit vår första säsong av landbaserat fältarbete för att få en djupare förståelse av denna viktiga men underundersökta glaciär. Det är häpnadsväckande att tänka på att vi först nu har borrat i denna avlägsna region cirka 200 år efter att kontinenten först sågs."

Storbritanniens vetenskapsminister Chris Skidmore säger:

"Detta är en spännande prestation av våra forskare. Vi leder kampen mot klimatförändringarna och brittiska forskare ligger i framkant när det gäller att undersöka effekterna av stigande temperaturer i Antarktis. Regeringen gör betydande investeringar i deras viktiga arbete, t.ex. glaciärer som smälter vid framtida havsnivåhöjning."

Över 100 forskare och supportpersonal deltar under säsongen 2019/20 på Thwaites Glacier, som ligger cirka 1600 km från både Storbritanniens Rothera Research Station och US Antarctica Programs (USAP) station McMurdo.

ITGC syftar till att förbättra framtida förutsägelser om global havsnivåhöjning från Thwaites Glacier i västra Antarktis genom en bättre förståelse av det nuvarande och tidigare sammanhanget med isdynamik. Projektet är ett samarbete mellan USA och Storbritannien under fem år till en kostnad av 50 miljoner dollar.

ITGC-forskarteamen har arbetat i Antarktis från november 2019 med fältarbete fram till mars 2020. De flesta forskare kommer att resa genom den amerikanska forskningsstationen McMurdo, och sedan österut till läger belägna nära den antarktiska kusten. Logistiken drivs i första hand av US Antarctic Program (USAP).

Denna australiska sommar är den andra av fyra fältsäsonger. Fem av ITGC:s åtta forskningsprojekt kommer att sättas in i Antarktis med fokus på olika aspekter av glaciären och dess miljö. Den här säsongens expeditioner kommer att utföra arbete för flera ITGC-projekt:Geologiska historiska begränsningar för storleken på Grounding-Line Retreat i Thwaites Glacier System (GHC), Thwaites-Amundsen Regional Survey and Network Integrating Atmosphere-Ice-Ocean Processes (TARSAN), Smältning vid Thwaites jordningszon och dess kontroll på havsnivån (MELT), Thwaites Interdisciplinary Margin Evolution – Rollen av Shear Margin Dynamics i den framtida utvecklingen av Thwaites Drainage Basin (TIME) och Thwaites Offshore Research (THOR).

Lag arrangeras i ett befintligt läger på isen som kallas West Antarctic Ice Sheet Divide (WAIS Divide) medan utrustning flyttas och undersökningar av ytförhållandena på Thwaites-glaciären genomförs. Genom att flytta från WAIS Divide till sex mindre forskningsläger kan forskare använda en rad metoder för att undersöka regionen. MELT-teamet bestående av glaciologer och ingenjörer använde hetvattenstrålar för att borra genom isen på flera platser, tillåter dem att distribuera en uppsättning instrument, inklusive den robotiserade AUV/ROV Icefin, att titta på hur glaciären interagerar med havet och de underliggande sedimenten. MELT och TARSAN undersöker regionen med hjälp av isgenomträngande radar och aktiva seismiska profiler. TARSAN använder också hetvattenstrålar för att borra genom isen. De använder också multisensoriska stationer som kallas AMIGOS för att studera havscirkulationen under den flytande ishyllan och vädermönstren för att studera de miljöfaktorer som påverkar den strukturella stabiliteten av ishyllan. MELT och TARSAN undersöker varje region med hjälp av isgenomträngande radar och aktiva seismiska profiler som ger nyckelinformation om formen på isen och havsbassängen. En THOR-forskare har hämtat en sedimentkärna under isen genom hålen som borrats av MELT- och TARSAN-teamen.

Två team som representerar projektet GHC har arbetat i Hudsonbergen och på Mt Murphy, där de samlar stenar och använder radar för att samla in data om tidigare förändringar i isytans höjd. Teamet i Hudsonbergen kommer att identifiera lämpliga platser för subglacial bergsborrning som ska ske nästa säsong. Mt Murphy -teamet har använt radar och har borrat genom isen för att samla bergprover som täcktes av inlandsisen. Ett team som representerar TIME har varit baserade vid Eastern Shear Margin inåt landet från kusten, där de har använt radar och passiv seismik för att undersöka sängen under glaciären vid dess östra gräns.

Denna vecka, en forskningskryssning startade från Chile på USAP:s Nathaniel B. Palmer, en amerikansk isbrytare på väg mot Amundsenhavet, kvar i området till mars 2020. Expeditionen kommer att stödja THOR- och TARSAN-projekten, som kommer att undersöka och samla in sedimentkärnor från havsbotten och märka sälar för att inhämta havsström- och temperaturdata. Forskarna kommer inte att sätta sin fot på själva glaciären, utan snarare kommer att studera produktionen av glaciären och havet som den rinner in i - sedimenten den släpper till havsbotten, vattentemperaturerna under glaciären med mera – för att rekonstruera historien om glaciärförändringar i området och för att förbättra tillförlitligheten hos de inlandsismodeller som används för att förutsäga framtida havsnivåförändringar.