När ett isblock lika stort som Houston, Texas, bröt sig från östra Antarktis Amery Ice Shelf 2019, forskare hade förutsett kalvningshändelsen, men inte exakt där det skulle hända. Nu, satellitdata kan hjälpa forskare att mäta djupet och formen av ishylla sprickor för att bättre förutsäga när och var kalvningshändelser kommer att inträffa, enligt forskare.

Ishyllor utgör nästan 75 % av Antarktis kustlinje och stöttan – eller håll tillbaka – de större glaciärerna på land, sa Shujie Wang, biträdande professor i geografi vid Penn State. Om ishyllorna skulle kollapsa och Antarktis glaciärer föll eller smälte ner i havet, havsnivån skulle stiga med upp till 200 fot.

"När vi försöker förutsäga Antarktis framtida bidrag till havsnivåhöjningen, den största osäkerheten är ishyllans stabilitet, sa Wang, som även innehar en anställning i Earth and Environmental Systems Institute. "Det finns inget enkelt sätt att kartlägga djupet av sprickor i fält över en regional skala. Vi fann att satellitdata kan fånga djupet och ytmorfologin av ishylla sprickor och därigenom tillåta oss att konsekvent övervaka denna information över ett stort område."

Wang och hennes kollegor undersökte högupplösta data som samlats in av Ice, Moln- och landhöjdsatellit (ICESat-2) över Amerys ishylla, som är ungefär lika stor som West Virginia, mellan oktober 2018 och november 2019. Satelliten skjuter gröna laserpulser till landytan och använder reflekterade fotoner för att bestämma ythöjden. Medan andra satelliter har en upplösning på flera tusen fot, ICESat-2 har en upplösning på cirka 56 fot, gör att den kan se mindre frakturer och frakturmorfologin.

Forskarna körde sedan ICESat-2-data genom en algoritm som identifierar ytdepressionsfunktioner för att lokalisera och karakterisera sprickor i isen. De rapporterade sina resultat i tidskriften Fjärranalys av miljön .

Forskarna identifierade tre typer av frakturer - U-formade, parabolformade och V-formade sprickor - upp till 164 fot djupt i ishyllan. De insåg också att denna ytinformation ger insikter om vad som händer hundratals fot under isens yta.

Basal sprickmorfologi - formen och storleken av sprickor vid basen av ishyllan - är proportionell mot ytfördjupningarna, enligt Wang. När glaciären som inlandsisen stöttar upp samlar mer snö och is, de parabolformade sprickorna flyter mot ishyllans kanter. När de väl passerar en viss gräns, dessa ytsprickor har en större potential att penetrera djupare in i isen när de basala sprickorna sträcker sig uppåt. Dessa frakturer kan sedan bli V-formade, potentiellt signalerar att en spricka – en spricka som penetrerar hela inlandsisens tjocklek – har bildats. Dessa sprickor är mer benägna att orsaka kalvningshändelser.

"Att införliva satellitbaserad vertikal information kan förbättra framtida ishyllamodeller, " Sa Wang. "Det kan hjälpa oss att faktiskt förutsäga kalvningsfronter och var en ishylla är sårbar för dessa händelser."