Glaciologer vid University of California, Irvine och NASA:s Jet Propulsion Laboratory har undersökt dynamiken bakom kalvningen av det Delaware-stora isberget A68 från Antarktis Larsen C ishylla i juli 2017, hitta den sannolika orsaken till att isblandningen förtunnas, ett slaskigt hopkok av vindblåst snö, isbergsskräp och fruset havsvatten som normalt arbetar för att läka sprickor.

I en tidning som publicerades idag i Proceedings of the National Academy of Sciences , forskarna rapporterar att deras modelleringsstudier visade att melangeförtunning var en viktig orsak till att ishyllan kollapsar. Cirkulationen av havsvatten under ishyllor och strålande uppvärmning från ovan, de säger, gradvis försämras isblandningen under loppet av decennier.

Eftersom ishyllor tros stödja och förhindra landburna glaciärer från att snabbare strömma ut i havet, denna nya kunskap om sprickdynamik belyser en tidigare underskattad koppling mellan klimatförändringar och ishyllans stabilitet.

"Uttunningen av isblandningen som limmar ihop stora segment av flytande ishyllor är ett annat sätt som klimatförändringar kan orsaka snabb reträtt av Antarktis ishyllor, " sa medförfattaren Eric Rignot, UCI professor i jordsystemvetenskap. "Med detta i åtanke, vi kan behöva ompröva våra uppskattningar om tidpunkten och omfattningen av havsnivåhöjningen till följd av förlust av polaris – dvs. det kan komma tidigare och med en större smäll än väntat."

Med hjälp av NASA:s inlandsis och havsnivåsystemmodell, observationer från byråns Operation IceBridge-uppdrag, och data från NASA och europeiska satelliter, forskarna bedömde hundratals sprickor i ishyllan Larsen C för att avgöra vilka som var mest sårbara för att gå sönder. De valde ut 11 sprickor från topp till botten för djupgående studier, modellering för att se vilket av tre scenarier som gör dem mest benägna att gå sönder:Om ishyllan tunnas ut på grund av smältning, om isblandningen blev tunnare, eller om både ishyllan och melangen tunnas ut.

"Många människor tänkte intuitivt, "Om du tunnar ishyllan, du kommer att göra det mycket ömtåligare, och det kommer att gå sönder, ", sa huvudförfattaren Eric Larour, NASA JPL forskare och grupphandledare.

Istället, modellen visade att en tunna ishylla utan några förändringar av melange arbetade för att läka sprickorna, med genomsnittliga årliga breddningshastigheter som sjunker från 79 till 22 meter (259 till 72 fot). Gallring av både ishyllan och melange bromsade också sprickvidgningen men i mindre utsträckning. Men när man bara modellerar melangeförtunning, forskarna fann en breddning av sprickor från en genomsnittlig årlig takt på 76 till 112 meter (249 till 367 fot).

Skillnaden, Larour förklarade, återspeglar ämnenas olika natur.

"Melange är tunnare än is till att börja med, " sa han. "När melange bara är 10 eller 15 meter tjock, det är som vatten, och ishyllans sprickor släpps och börjar spricka."

Även på vintern, varmare havsvatten kan nå melange underifrån eftersom sprickor sträcker sig genom hela djupet av en ishylla.

"Den rådande teorin bakom ökningen av kalvningshändelser för stora isberg på den antarktiska halvön har varit hydrofrakturering, där smältpölar på ytan låter vatten sippra ner genom sprickor i ishyllan, som expanderar när vattnet fryser igen, sade Rignot, som också är seniorforskare vid NASA JPL. "Men den teorin misslyckas med att förklara hur isberget A68 kunde bryta från Larsen C-ishyllan under den antarktiska vintern när inga smältpölar var närvarande."

Han sa att han och andra inom kryosfärstudier har sett ishylla kollapsa på den antarktiska halvön, härrörde från en reträtt som började för decennier sedan.

"Vi har äntligen börjat söka en förklaring till varför dessa ishyllor började dra sig tillbaka och komma in i dessa konfigurationer som blev instabila årtionden innan hydrofrakturering kunde påverka dem, ", sa Rignot. "Även om den tunna isblandningen inte är den enda processen som kan förklara det, det är tillräckligt för att redogöra för den försämring som vi har observerat."

Tillsammans med Rignot och Larour i detta NASA-finansierade projekt var Bernd Scheuchl, UCI associerad projektforskare inom jordsystemvetenskap, och Mattia Poinelli, en Ph.D. kandidat i geovetenskap och fjärranalys vid Delft University of Technology i Nederländerna.