Satellitbilder har avslöjat att två av de snabbast föränderliga glaciärerna i Antarktis går sönder och försvagas snabbare än någonsin-det första steget mot att glaciärerna sönderfaller och får havsnivån att stiga dramatiskt.

Med hjälp av observationer från ESA, NASA- och USGS -satelliter, forskarna utforskade Pine Island och Thwaites glaciärer i Amundsen Sea Embayment:två av de mest dynamiska glaciärerna på den antarktiska kontinenten, och de som är ansvariga för en betydande 5% av den globala havsnivåhöjningen.

Tillsammans, de två glaciärerna bildar ett område med rinnande is på størrelse med Norge, och hålla tillräckligt med vatten för att höja den globala havsnivån med över en meter. Båda har tydligt förändrats i morfologi under de senaste decennierna tillsammans med förändrade atmosfäriska och oceaniska förhållanden, med de värmande haven som får ishyllorna att smälta, tunn, och reträtt.

Att förutsäga hur dessa vitala glaciärer kommer att utvecklas under de kommande åren är avgörande för att förstå framtiden för våra hav och vår värmande planet - men sådana förutsägelser har varit osäkra, med datormodeller som inte helt kan redogöra för glaciärernas processer och egenskaper i sina prognoser.

"För att avslöja vad som verkligen händer på Pine Island och Thwaites, vi grävde in bilddata från ett antal olika satelliter, "säger Stef Lhermitte från Delft University of Technology i Nederländerna, och huvudförfattare till den nya studien.

"Vi hittade strukturella skador vid" skjuvmarginalerna "på glaciärernas ishyllor, där isen övergår från snabbt till långsamt:stora sprickor, sprickor och öppna sprickor som indikerar att ishyllorna långsamt rivs isär. För närvarande, ishyllorna är lite som en långsam bil i trafiken:de tvingar allt bakom dem att sakta ner. När de har tagits bort, is som sitter längre in i landet kommer att kunna påskynda, vilket i sin tur kommer att få havsnivån att stiga ännu snabbare. "

Sådana sprickor sågs inte i bilder från 1997, och skador verkade mycket mindre förekommande i bilder från 2016, visar att försämringen accelererat under de senaste två decennierna och har väsentligt blivit värre de senaste åren.

Lhermitte och kollegor spårade hur de skadade områdena hade utvecklats från 1997–2019, hur glaciären och ishyllans höjd hade förändrats under denna tid, och hastigheten på att flytta is med data från ESA:s Earth Explorer CryoSat -uppdrag, Copernicus Sentinel-1-uppdraget, NASA/USGS Landsat -programmet, och det japanska ASTER -instrumentet ombord på NASA:s Terra -satellit. De modellerade sedan den potentiella effekten av de skadade skjuvmarginalerna, med oroande resultat.

"Denna sprickbildning sätter igång en återkopplingsprocess - det förutsätter att ishyllorna sönderfaller, "förklarar medförfattaren Thomas Nagler från ENVEO i Innsbruck, Österrike. "Eftersom glaciärerna bryts vid deras svaga punkter påskyndar denna skada, sprider sig, och försvagar fler av ishyllorna, orsakar ytterligare försämring - och gör det mer troligt att hyllorna börjar rasa ihop ännu snabbare. "

När ishyllorna blir alltmer skadade, glaciärerna tappar massa och deras ”jordningslinjer” - området där isark blir tillräckligt starka för att lossna från havsbotten och flyta - dra sig tillbaka. Övergripande, skadeåterkopplingsprocesser verkar vara en nyckelfaktor för framtida stabilitet i Antarktis ishyllor, och, i tur och ordning, i hur snabbt kontinentens glaciärer smälter och får globala havsnivåer att stiga.

"Resultaten från denna studie belyser ett angeläget behov av att inkludera sådana återkopplingsprocesser i modellprojektioner av ishylsretreat, förlust av ismassa, och havsnivåändring, "tillägger Mark Drinkwater, ESA:s Mission Scientist för CryoSat, och Senior Advisor on polar and cryosphere science.

"Vi vet att en betydande mängd isis i västra Antarktis just nu påverkas av klimatförändringar - i själva verket en nyligen genomförd studie visade att 24% av denna is snabbt tunnade och instabil. Dessa nya resultat understryker hur snabbt denna skada uppstår, och avslöjar att Pine Island och Thwaites Glaciärer är mer sårbara än någonsin tidigare. "

ESA:s forskning om glaciärer i Antarktis fortsätter som en del av ESA POLAR+ Ice Shelves -projektet, som startade i september 2020. I samarbete med ENVEO och under ledning av Anna Hogg (University of Leeds, STORBRITANNIEN), projektets internationella team kommer att förbättra metoderna för att övervaka sprickor och skador på ishyllor ytterligare. Projektet kommer att generera en serie jordobservationsdatauppsättningar för att beskriva hur ishyllor i Antarktis har förändrats under det senaste decenniet, och undersöka de fysiska processer som driver denna utveckling.