Det finns tillräckligt med vatten fruset i Grönlands och Antarktis glaciärer för att om de smälter, skulle de globala haven stiga med många fot. Vad som kommer att hända med dessa glaciärer under de kommande decennierna är det största okända i framtiden för stigande hav, delvis för att glaciärsprickans fysik ännu inte är helt klarlagd.
En kritisk fråga är hur varmare hav kan få glaciärer att bryta isär snabbare. Forskare från University of Washington har visat det snabbaste kända storskaliga brottet längs en antarktisk ishylla. Deras studie, nyligen publicerad i AGU Advances , visar att en 6,5-mil (10,5 kilometer) spricka bildades 2012 på Pine Island Glacier - en retirerande ishylla som håller tillbaka den större västantarktiska istäcket - på cirka fem och en halv minut. Det betyder att sprickan öppnade med cirka 35 fot (35 meter) per sekund, eller cirka 80 miles per timme.
"Detta är såvitt vi vet den snabbaste spricköppningshändelsen som någonsin har observerats", säger huvudförfattaren Stephanie Olinger, som gjorde arbetet som en del av sin doktorsforskning vid UW och Harvard University, och nu är postdoktor vid Stanford University . "Detta visar att under vissa omständigheter kan en ishylla splittras. Det säger oss att vi måste se upp för den här typen av beteende i framtiden, och det informerar om hur vi kan gå tillväga för att beskriva dessa sprickor i storskaliga inlandsismodeller. "
En spricka är en spricka som passerar hela vägen genom de cirka 1 000 fot (300 meter) av flytande is för en typisk antarktisk ishylla. Dessa sprickor är föregångaren till kalvning av ishyllan, där stora isbitar bryter av en glaciär och faller i havet. Sådana händelser inträffar ofta vid Pine Island Glacier – isberget som observerades i studien har för länge sedan separerats från kontinenten.
"Ishyllor utövar ett riktigt viktigt stabiliserande inflytande på resten av det antarktiska inlandsisen. Om en ishylla går sönder, snabbar glaciärisen bakom verkligen upp," sa Olinger. "Denna sprickprocess är i huvudsak hur Antarktiska ishyllor kalvar stora isberg."
I andra delar av Antarktis utvecklas ofta sprickor under månader eller år. Men det kan hända snabbare i ett snabbt växande landskap som Pine Island Glacier, där forskare tror att den västantarktiska inlandsisen redan har passerat en tipppunkt när den kollapsar i havet.
Satellitbilder ger pågående observationer. Men kretsande satelliter passerar varje punkt på jorden bara var tredje dag. Vad som händer under dessa tre dagar är svårare att fastställa, särskilt i det farliga landskapet på en ömtålig antarktisk ishylla.
För den nya studien kombinerade forskarna verktyg för att förstå sprickans bildande. De använde seismiska data som registrerats av instrument som placerats på ishyllan av andra forskare 2012 med radarobservationer från satelliter.
Glaciäris fungerar som ett fast ämne på korta tidsskalor, men det är mer som en trögflytande vätska på långa tidsskalor.
"Är sprickbildning mer som glas som går sönder eller som att Silly Putty dras isär? Det var frågan", sa Olinger. "Våra beräkningar för den här händelsen visar att det är mycket mer som glas som går sönder."
Om isen var ett enkelt sprött material borde den ha splittrats ännu snabbare, sa Olinger. Ytterligare undersökningar pekade på havsvattnets roll. Havsvatten i sprickorna håller utrymmet öppet mot glaciärens inåtgående krafter. Och eftersom havsvatten har viskositet, ytspänning och massa kan det inte bara omedelbart fylla tomrummet. Istället hjälper takten med vilken havsvatten fyller öppningssprickan att bromsa sprickans spridning.
"Innan vi kan förbättra prestandan för storskaliga inlandsismodeller och prognoser för framtida havsnivåhöjning måste vi ha en bra, fysikbaserad förståelse för de många olika processer som påverkar ishyllans stabilitet," sa Olinger.
Medförfattare till studien är Brad Lipovsky och Marine Denolle, båda UW-fakultetsmedlemmar inom jord- och rymdvetenskap som började ge råd om arbetet vid Harvard University.
Mer information: Stephanie D. Olinger et al, Ocean Coupling Limits Rupture Velocity of Fastest Observed Ice Shelf Rift Propagation Event, AGU Advances (2024). DOI:10.1029/2023AV001023
Journalinformation: AGU-förskott
Tillhandahålls av University of Washington
