En ny modell utvecklad av forskare från Caltech och JPL tyder på att Antarktis ishyllor kan smälta i en accelererad hastighet, vilket så småningom kan bidra till en snabbare höjning av havsnivån. Modellen står för en ofta förbisedd smal havsström längs den antarktiska kusten och simulerar hur snabbt strömmande sötvatten, smält från ishyllorna, kan fånga tätt varmt havsvatten vid isens bas, vilket gör att det värms upp och smälter ännu mer.

Studien genomfördes i laboratoriet av Andy Thompson, professor i miljövetenskap och ingenjörsvetenskap, och visas i tidskriften Science Advances den 12 augusti.

Ishyllor är utsprång av det antarktiska inlandsisen, som finns där isen sticker ut från land och flyter på toppen av havet. Hyllorna, som var och en är flera hundra meter tjocka, fungerar som en skyddande buffert för fastlandsisen och hindrar hela inlandsisen från att rinna ut i havet (vilket skulle dramatiskt höja den globala havsnivån). Men en värmande atmosfär och värmande hav orsakade av klimatförändringar ökar hastigheten med vilken dessa ishyllor smälter, vilket hotar deras förmåga att hålla tillbaka inlandsisens flöde i havet.

"Om den här mekanismen som vi har studerat är aktiv i den verkliga världen kan det betyda att ishyllans smälthastigheter är 20 till 40 procent högre än förutsägelserna i globala klimatmodeller, som vanligtvis inte kan simulera dessa starka strömmar nära den antarktiska kusten ", säger Thompson.

I den här studien, ledd av seniorforskaren Mar Flexas, fokuserade forskarna på ett område av Antarktis:Västantarktiska halvön (WAP). Antarktis är grovt sett format som en skiva, förutom där WAP sticker ut från de höga polära breddgraderna och in i lägre, varmare breddgrader. Det är här som Antarktis ser de mest dramatiska förändringarna på grund av klimatförändringarna. Teamet har tidigare distribuerat autonoma fordon i denna region, och forskare har använt data från instrumenterade elefantsälar för att mäta temperatur och salthalt i vattnet och isen.

Teamets modell tar hänsyn till den smala antarktiska kustströmmen som löper moturs runt hela den antarktiska kontinenten, en ström som många klimatmodeller inte tar med eftersom den är så liten.

"Stora globala klimatmodeller inkluderar inte denna kustström, eftersom den är väldigt smal - bara cirka 20 kilometer bred, medan de flesta klimatmodeller bara fångar strömmar som är 100 kilometer tvärsöver eller större", förklarar Flexas. "Så det finns en potential för dessa modeller att inte representera framtida smälthastigheter särskilt exakt."

Modellen illustrerar hur sötvatten som smälter från is vid WAP transporteras av kustströmmen och transporteras runt kontinenten. Det mindre täta sötvattnet rör sig snabbt nära havets yta och fångar relativt varmt havsaltvatten mot undersidan av ishyllorna. Detta gör då att ishyllorna smälter underifrån. På så sätt kan ökat smältvatten vid WAP sprida klimatuppvärmningen via kustströmmen, vilket i sin tur också kan eskalera smältningen även vid västantarktiska ishyllor tusentals kilometer bort från halvön. Denna fjärruppvärmningsmekanism kan vara en del av anledningen till att volymförlusten från västantarktiska ishyllor har accelererat under de senaste decennierna.

"Det finns aspekter av klimatsystemet som vi fortfarande upptäcker," säger Thompson. "När vi har gjort framsteg i vår förmåga att modellera interaktioner mellan havet, ishyllorna och atmosfären, kan vi göra mer exakta förutsägelser med bättre begränsningar av osäkerhet. Vi kan behöva se över några av förutsägelserna av havsnivån. stiga under de kommande decennierna eller århundradet – det är arbete som vi kommer att göra framöver."

Uppsatsen har titeln "Antarktisk halvöns uppvärmning utlöser ökade basala smälthastigheter i hela Västantarktis." Förutom Flexas och Thompson är ytterligare medförfattare Michael Schodlok och Hong Zhang från JPL och Kevin Speer från Florida State University. + Utforska vidare

Ishyllor håller tillbaka Antarktis glaciärer från att öka havsnivån, men de håller på att falla sönder