Ny forskning har hittat en "saknad pusselbit" av smältningen av inlandsisen i västra Antarktis, vilket avslöjar att inlandsisens kollaps i Ross Sea-regionen kan förhindras – om vi håller oss till en väg med låga utsläpp.
Mer än 5 meter av potentiell global havsnivåhöjning är låst inom det västantarktiska inlandsisen, så att förstå om de områden av inlandsisen som verkar "stabila" idag kan smälta i framtiden är avgörande för att förutse hur mycket och hur snabbt vår hav kommer att stiga runt om i världen.
En sådan region som för närvarande är stabil är Västantarktis Siple Coast, där floder av is flyter över kontinenten och rinner ut i Rosshavet. Detta isflöde bromsas av Ross Ice Shelf, en flytande ismassa nästan lika stor som Spanien, som fungerar som en stöttepelare för inlandsisens glaciärer. Jämfört med andra ishyllor i Västantarktis har Ross Ice Shelf väldigt lite smältning vid sin bas på grund av det mycket kalla havsvattnet som färdas genom havsporten nedanför.
Men denna del av inlandsisen har inte alltid varit stabil. Radiokoldatering av sediment under inlandsisen visar att den drog sig tillbaka (smältes) med hundratals kilometer för cirka 7 000 år sedan och sedan återavancerat (växte) till sin nuvarande position under de senaste 2 000 åren.
En ny studie från GNS Science Te Pū Ao, Te Herenga Waka—Victoria University of Wellington, och ett internationellt team inklusive NASA:s Jet Propulsion Laboratory, publicerad i Nature Communications , använde datormodellsimuleringar för att förklara denna inlandsis reträtt och avancemang. Dessa simuleringar tittade på hur förändringar i havet och jordskorpan påverkade inlandsisen.
"När vi projicerar framtida inlandsreaktioner måste vi brottas med många osäkerheter om vilka processer som driver inlandsisens beteende. Vår studie försökte reda ut vad som hände med den västantarktiska inlandsisen i den här regionen tidigare, för att bättre kunna förutsäga vad kommer att hända i framtiden", säger huvudförfattaren, Dan Lowry, GNS Science inlandsis och klimatmodellerare.
När ythavsvatten fryser som havsis frigörs salt. Detta skapar mycket tätt kallt saltvatten som kan blandas djupt in i havet, inklusive i havshåligheter som utrymmet under Ross Ice Shelf. Detta täta vatten fungerar som en barriär mellan varmare havsvatten och ishyllan och förhindrar smältning. Men antarktiska iskärnor och geologiska register visar att denna havsblandning tidigare var svagare, vilket betyder att smälthastigheten kan ha varit högre.
När en inlandsis krymper i storlek, gör förändringen i isbelastningen att jordskorpan sakta lyfts upp som svar. Hastigheten för denna jordskorpans upphöjning beror på viskositeten - eller "klibbigheten" - hos manteln, jordens lager under jordskorpan. Skorpans höjning när inlandsisen drog sig tillbaka för tusentals år sedan kan ha jordat den flytande isen igen, vilket låtit inlandsisen stabiliseras och sedan avancera igen.
Genom att jämföra geologiska register med simuleringar av inlandsisens flöde under olika scenarier av mantelns "klibbighet" och hastigheten för havsblandning, fann studien att inlandsisens reträtt och framfart bäst förklarades av förändringar i havstemperaturen, men att Svarshastigheten för jordskorpan påverkar också hur känslig inlandsisen är för havet. Inlandsisen, havet och den fasta jorden samverkar och påverkar varandra.
Ny forskning visade att i en annan del av Västantarktis – Amundsen Sea Embayment – är havshålorna under ishyllorna redan varma, smältning pågår, med ytterligare smältning "oundviklig" även om utsläppen minskas globalt.
Lowry säger dock att denna nya studie visar att det fortfarande är möjligt att förhindra att den västantarktiska istäcket drar sig tillbaka i Siple Coast-regionen.
"Vår modellering har hjälpt oss att förstå vad som orsakade förändringar i det förflutna; vi vet att genom att minska utsläppen av växthusgaser för att uppfylla Parisavtalets mål är det möjligt att begränsa den havsuppvärmningen till nivåer som inte kommer att orsaka kollaps av inlandsisen. Den här regionen är sårbar, men vi är inte där än."
Globala klimatmodeller som körs under scenarier med höga utsläpp visar mindre havsisbildning och mindre djuphavsblandning. Detta kan leda till samma kyla-till-varma havsväxling och omfattande inlandsis som observerades för tusentals år sedan.
Lowry säger att modelleringen inkorporerade ett bredare spektrum av processer än tidigare modeller, till exempel förändringar i havsnivån som inträffar nära inlandsisen när den smälter, på grund av inlandsisens gravitationskraft.
"Vi blev mer komplexa, vi har testat dessa hypoteser på ett mer robust sätt än vad som någonsin har gjorts tidigare. Det här är ett ämne som forskarvärlden har försökt reda ut i flera år; att få dessa resultat är som att finna att det saknas bit i pusslet om vad som får inlandsisar att ticka."
Mer information: Daniel P. Lowry et al, Ocean Cavity Regim shift reversed West Antarctic grounding line retreat in the late Holocene, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47369-3
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av GNS Science
