Med det mest avancerade jordobserverande laserinstrumentet som NASA någonsin har flugit i rymden, ett team av forskare ledda av University of Washington har gjort exakta mätningar av hur inlandsisen på Grönland och Antarktis har förändrats under 16 år.

I en ny studie publicerad i tidskriften Vetenskap den 30 april, forskare fann nettoförlusten av is från Antarktis, tillsammans med Grönlands krympande inlandsis, har varit ansvarig för 0,55 tum (14 millimeter) av havsnivåhöjningen till det globala havet sedan 2003. I Antarktis, Havsnivåhöjningen drivs av förlusten av de flytande ishyllorna som smälter i ett värmande hav. Ishyllorna hjälper till att hålla tillbaka flödet av landbaserad is i havet.

Fynden kommer från isen, Moln- och landhöjdsatellit 2 (ICESat-2), som lanserades i omloppsbana hösten 2018 och började ta detaljerade globala höjdmätningar, inklusive över jordens frusna regioner. Genom att jämföra de nya uppgifterna med mätningar från den ursprungliga ICESat från 2003 till 2009, forskare har skapat ett omfattande porträtt av komplexiteten i förändringen av inlandsisen – och insikter om Grönlands och Antarktis framtid.

"Om du tittar på en glaciär eller inlandsis i en månad, eller ett år, du kommer inte att lära dig mycket om vad klimatet gör med det, " sa huvudförfattaren Benjamin Smith, en glaciolog vid University of Washington. "Vi har nu ett 16-årigt spann mellan ICESat och ICESat-2 och kan vara mycket mer säkra på att de förändringar vi ser i isen har att göra med de långsiktiga förändringarna i klimatet. Och ICESat-2 är en verkligen anmärkningsvärt verktyg för att göra dessa mätningar. Vi ser högkvalitativa mätningar som täcker båda inlandsisarna, som låter oss göra en detaljerad och exakt jämförelse med ICESat-data."

Tidigare studier av isförlust eller vinst analyserar ofta data från flera satelliter och flygburna uppdrag. Den nya studien tar en enda typ av mätning - höjd mätt med ett instrument som studsar laserpulser från isytan - vilket ger den mest detaljerade och exakta bilden av inlandsbyten hittills.

Forskarna tog spår av ICESat-mätningar och överlagrade de tätare spåren av ICESat-2-mätningar från 2019. Där de två datamängderna korsades – tiotals miljoner platser – körde de data genom datorprogram som stod för snötätheten och andra faktorer, och beräknade sedan massan av is som förlorats eller vunnits.

"Den nya analysen avslöjar inlandsisens svar på förändringar i klimatet med oöverträffade detaljer, avslöjar ledtrådar om varför och hur inlandsisarna reagerar som de gör", sa medförfattaren Alex Gardner, en glaciolog vid NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien.

Studien fann att Grönlands inlandsis förlorade i genomsnitt 200 gigaton is per år, och Antarktis inlandsis förlorade i genomsnitt 118 gigaton is per år. Ett gigaton is är tillräckligt för att fylla 400, 000 simbassänger i olympisk storlek.

Av den höjning av havsnivån som var ett resultat av istäckets smältvatten och kalvning av isberg, ungefär två tredjedelar av det kom Grönland, den andra tredjedelen från Antarktis, Smith och hans kollegor hittade.

"Det var fantastiskt att se hur bra ICESat-2-data såg ut, precis utanför porten, " sa medförfattaren Tom Neumann, ICESat-2-projektets forskare och . "Dessa första resultat som tittar på landis bekräftar konsensus från andra forskargrupper, men de låter oss också titta på detaljerna i förändringar i enskilda glaciärer och ishyllor samtidigt."

På Grönland, det skedde en betydande mängd gallring av kustglaciärer, sa Smith. Kangerdulgssuaq och Jakobshavn glaciärer, till exempel, har förlorat 14 till 20 fot (4 till 6 meter) höjd per år. Varmare sommartemperaturer har smält is från ytan av glaciärer och inlandsisar, och på vissa ställen eroderar varmare havsvatten bort isen vid deras fronter.

I Antarktis, de täta spåren av ICESat-2-mätningar visade att inlandsisen blir tjockare i delar av kontinentens inre, troligen till följd av ökat snöfall, sa Smith. Men förlusten av is från kontinentens marginaler, särskilt i Västantarktis och den antarktiska halvön, uppväger vida alla vinster i interiören. På de platserna, havet är också sannolikt att skylla.

"I Västantarktis, vi ser många glaciärer som tunnas ut väldigt snabbt, ", sa Smith. "Det finns ishyllor vid nedströmsänden av dessa glaciärer, flyter på vattnet. Och de där ishyllorna blir tunnare, låter mer is flöda ut i havet när det varmare vattnet eroderar isen."

Dessa ishyllor, som stiger och faller med tidvattnet, kan vara svårt att mäta, sa medförfattaren Helen Amanda Fricker, en glaciolog vid Scripps Institution of Oceanography vid University of California, San Diego. Vissa av dem har grova ytor, med sprickor och åsar, men precisionen och den höga upplösningen hos ICESat-2 tillåter forskare att mäta övergripande förändringar, utan att oroa dig för att dessa funktioner snedvrider resultaten.

Detta är en av de första gångerna som forskare har mätt förlusten av de flytande ishyllorna runt Antarktis samtidigt med förlusten av kontinentens inlandsis.

Is som smälter från ishyllor höjer inte havsnivån, eftersom det redan flyter — precis som en isbit i en full kopp vatten inte svämmar över glaset. Men ishyllorna ger stabilitet för glaciärerna och inlandsisarna bakom dem.

"Det är som en arkitektonisk strävpelare som håller upp en katedral, " Sa Fricker. "Ishyllorna håller istäcket uppe. Om du tar bort ishyllorna, eller även om du gallrar dem, du minskar den stöttande kraften, så att den jordade isen kan flöda snabbare."

Forskarna hittade ishyllor i västra Antarktis, där många av kontinentens snabbast rörliga glaciärer finns, tappar massa. Gallringsmönster visar att Thwaites och Crossons ishyllor har tunnat ut mest, i genomsnitt cirka fem meter (16 fot) och tre meter (10 fot) is per år, respektive.