Mer antarktiskt smältvatten dyker upp än vad som tidigare var känt, ändra klimatet, förhindra att havsis bildas och öka marin produktivitet- enligt ny forskning från University of East Anglia (UEA).

För första gången, forskare har kunnat erhålla fulldjup av glaciala smältvattenobservationer på vintern, med hjälp av instrument fästa på sälhuvudet som bor nära Pine Island Glacier, i det avlägsna Amundsenhavet i västra Antarktis.

De hårda miljöförhållandena i Antarktis begränsar användningen av de flesta traditionella observationssystem, som fartyg och flygplan, särskilt på vintern. Men oceanografer som arbetade med biologer använde data som samlats in av märkta sälar för att mäta vattentemperatur och salthalt.

Pappret, "Vinterförseglingsbaserade observationer avslöjar glacialt smältvatten som dyker upp i sydöstra Amundsenhavet, "publiceras i dagstidningen Kommunikation:Jorden och miljön .

Forskarna hittade en mycket varierande smältvattenfördelning med två smältvattenrika lager-ett i de övre 250 meterna och ett annat på cirka 450 meters djup-anslutna av spridda smältvattenrika kolonner. Smältvattnets hydrografiska signatur är tydligast på vintern, när dess närvaro kan entydigt kartläggas; denna analys är endast möjlig på vintern.

Det ytliga smältvattnet ger värme nära ytan som hjälper till att bibehålla områden med öppet havsvatten omgivet av havsis, nära glaciärer, och kan ändra smälthastigheten för dessa ömtåliga ishyllor. Dessa fynd ger viktiga ledtrådar för att bättre förutsäga det framtida klimatsystemet och havsnivåhöjningen.

Pine Island Glacier smälter snabbt, exportera glacialt smältvatten till havet. Glacialt smältvatten antas spela en roll vid hydrografi och distribution av isis, men hittills har lite varit känt om det.

Yixi Zheng, forskare vid UEA:s miljöhögskola, är huvudförfattaren till studien. Hon sa:"Temperaturen och salthalten i vattnet förändras överallt där glacialt smältvatten finns. Precis som att leta efter ett" fingeravtryck "av glacialt smältvatten, vi använder data om temperatur och salthalt för att spåra glacialt smältvatten.

"Glacial smältvattenfördelning är mycket ojämn. Det blandas inte bra med omgivande vatten, flödar istället längs två smältvattenrika lager i de övre 250 meterna och på cirka 450 meter, ansluten av smältvattenrika pelare.

"Eftersom glacialt smältvatten är varmare och fräschare än omgivande vatten, det är lättare än omgivande vatten och mer sannolikt att stiga upp. Det ger värme och näringsämnen som järn till den nära ytan, som kan smälta havsisen nära glaciärer och öka näringsnivån nära ytan. Detta förbättrar luft-havs interaktioner, och det smältvattenrelaterade näringsämnet kan öka tillväxten av marina planktoner som alger. "

Vinterprocesserna som avslöjats av studien är sannolikt viktiga för att föra näringsämnen till det nära ytskiktet före vårblomningen, och för att föra värme till ytan för att förhindra att is bildas. Denna åtgärd hjälper till att behålla öppna vattenområden, kallas polynyas, framför glaciärer.

Många glaciärer runt Antarktis gallrar snabbt, främst på grund av basal smältning (dvs. smältning som sker vid gränsytan mellan havet och ishällens glaciär). Den starkaste smältan har rapporterats på västantarktiska glaciärer som Pine Island Glacier, där forskningen ägde rum.

Volymen smältvatten som produceras är liten i jämförelse med volymerna i Antarktis hyllhav, men man tror att det har ett oproportionerligt inflytande på den regionala cirkulationen och klimatet.

Värmen från smältvattnet kommer sannolikt att förhindra havsbildning, tillåta smältning av havsis och därmed öka omfattningen av öppna vattenområden framför glaciärer.

Den starka havsvinden vid glaciärfronten kan också transportera varmt nära ytvatten ytterligare och expandera det smältvattenpåverkade området. Dessa förstorade polynyor (öppna vattenområden omgiven av is) kan sedan leda till förbättrade luft-havsflöden och ha ytterligare inverkan på isbergskalvning och glaciärsmältning.

Sju södra elefantsälar (Mirounga leonina) och sju Weddell-sälar (Leptonychotes weddellii) fångades och märktes med CTD-Satellite Relayed Data Loggers runt Amundsenhavet i februari 2014. Data samlades in av marina däggdjur som utforskade havets pol till polen (MEOP ). Forskare från universiteten i Göteborg och Rhode Island bidrog också.

Forskarna säger att ytterligare forskning krävs. Studien baserades på ett års data med sigillmärkning från Pine Island Glacier, så det kan inte användas för att beräkna trender över tid eller ta hänsyn till internaual variabilitet som El Nino-Southern Oscillation, som kan påverka den globala vattentemperaturen.

Pappret, "Vinterförseglingsbaserade observationer avslöjar glacialt smältvatten som dyker upp i sydöstra Amundsenhavet, "publiceras den 5 mars 2021 i tidningen Kommunikation:Jorden och miljön .