Satelity odhalují „silné tání“ pod ledovcem Thwaites v Antarktidě

Satelitní radarová data ukazují významný průnik mořské vody pod Antarktidu ledovec ThwaitesTo způsobuje, že led stoupá a klesá.

Tým glaciologů vedený výzkumníky z Kalifornské univerzity v Irvine pomocí dat satelitního radaru s vysokým rozlišením odkryl důkazy o teplé mořské vodě pod vysokým tlakem prosakující několik kilometrů pod přízemní led ledovce Thwaites v západní Antarktidě. Tento ledovec je často označován jako „ledovec soudného dne“ kvůli své zásadní roli v potenciálním globálním vzestupu hladiny moří a katastrofickým dopadům, které by takový vzestup měl po celém světě. Tato přezdívka odráží obrovskou velikost ledovce a rychlost tání, o které se vědci domnívají, že by mohla významně přispět ke zvýšení hladiny moří, pokud se zhroutí nebo úplně roztaje.

Tým pod vedením UC Irvine uvedl, že rozšířený kontakt mezi oceánskou vodou a ledovcem – což je proces, který se opakuje v celé Antarktidě a v Grónsku – způsobuje „silné tání“ a může vyžadovat přehodnocení prognóz růstu globální hladiny moří. Jejich studie byla zveřejněna 20 Proceedings of the National Academy of Sciences,

Data a poznámky

Glaciologové se spoléhali na data shromážděná od března do června 2023 finskou komerční satelitní misí ICEYE. Satelity ICEYE tvoří „souhvězdí“ na polární oběžné dráze kolem planety pomocí InSAR – interferometrového radaru se syntetickou aperturou – k neustálému sledování změn na zemském povrchu. Několik průletů kosmických lodí přes malou definovanou oblast poskytuje hladké výsledky dat. V případě této studie ukázal vzestup, pokles a zakřivení ledovce Thwaites.

„Tato data ICEYE poskytují dlouhou řadu denních pozorování, která úzce odpovídají slapovým cyklům,“ řekl hlavní autor Eric Renault, profesor systémových věd o Zemi na University of California, Irvine. „V minulosti jsme měli k dispozici přerušovaná data a jen s těmito několika pozorováními bylo obtížné zjistit, co se děje, když máme nepřetržitou časovou řadu a porovnáváme to s cyklem přílivu a odlivu, vidíme, že mořská voda přichází vysoko díky ICEYE začínáme poprvé vidět tuto dynamiku přílivu a odlivu a někdy směřující k Upward pod ledovcem a uvěznění.

Snímek obrazovky 3D pohledu na slapový pohyb ledovce Thwaites v západní Antarktidě, zaznamenaný konstelací ICEYE Synthetic Aperture Radar (SAR) na základě snímků pořízených 11., 12. a 13. května 2023. Vrstevnicové roviny jsou topografické linie vrstvy na nadmořská výška interval 50 metrů. Každý interferometrický barevný cyklus proužků představuje fázový posun o 360°, což odpovídá posunu 1,65 cm ve vzdálenosti viditelnosti od povrchu ledu. Interferogram je překryt na snímku Landsat 9 pořízeném v únoru 2023. V této studii ukazujeme, že mez ohybu přílivu se během slapového cyklu mění o kilometry, což naznačuje, že tlaková mořská voda je schopna proniknout kilometry pod pevninský led a stabilizovat Silná výměna tepla se základnou ledovce. Na pravé straně obrazovky diskrétní vzor býčího oka ukazuje, že prosakování mořské vody se rozšířilo o dalších 6 km za ochranný hřeben, což naznačuje, že ustupování ledu stále pokračuje rychlostí 1 km za rok v tomto kritickém sektoru Antarktidy. . Kredit: Eric Regnot/UC Irvine

Pokročilá satelitní pozorování

„Doposud nebylo možné pozorovat některé z nejdynamičtějších přírodních procesů dostatečně podrobně nebo opakovatelně, abychom je mohli pochopit a modelovat,“ řekl ředitel analytiky ICEYE Michael Wollersheim, spoluautor Pozorování těchto procesů z vesmíru pomocí radarových satelitních snímků představuje poskytování přesných měření na úrovni centimetrů při denní frekvenci velký skok vpřed.

Renaud řekl, že projekt pomohl jemu a jeho kolegům lépe porozumět chování mořské vody na spodních úbočích ledovce Thwaites. Mořská voda přicházející ze základny ledového příkrovu, stejně jako sladká voda z geotermálního proudění a tření, se hromadí a „musí někam proudit,“ řekl. Voda je distribuována přirozenými kanály nebo se shromažďuje v dutinách, což vytváří dostatečný tlak na zvednutí ledové pokrývky.

„Jsou místa, kde je voda téměř pod tlakem nadložního ledu, takže je potřeba větší tlak, aby se led vytlačil nahoru,“ řekl Reno. „Voda je pak vytlačena natolik, že zvedne sloupec více než půl míle dlouhý led.“

A nejde jen o mořskou vodu. Reno a jeho kolegové po desetiletí shromažďují důkazy o dopadu klimatických změn na mořské proudy, které vytlačují teplejší mořskou vodu na břehy Antarktidy a další oblasti polárního ledu. Hluboké cirkumpolární vody jsou slané a mají nižší bod mrazu. Zatímco sladká voda mrzne při nula stupních CelsiaSlaná voda zamrzá při teplotě minus 2 stupně Celsia a tento malý rozdíl stačí k tomu, aby přispěl k „silnému tání“ bazálního ledu, jak bylo zjištěno ve studii.

Vliv na vzestup hladiny moří a budoucí výzkum

Spoluautorka Christine Dow, profesorka na University’s School of Environment University of Waterloo „Thwaites je nejnestabilnější místo v Antarktidě a má ekvivalent 60 centimetrů vzestupu hladiny moře,“ řekl v kanadském Ontariu. Znepokojivé je, že podceňujeme rychlost, jakou se ledovec mění, což bude pro pobřežní komunity po celém světě zničující.

Reno řekl, že doufá a očekává, že výsledky tohoto projektu podnítí další výzkum podmínek pod antarktickými ledovci, exponáty zahrnující autonomní roboty a další satelitní pozorování.

„Vědecká komunita má velké nadšení jít do těchto vzdálených polárních oblastí sbírat data a budovat naše porozumění tomu, co se děje, ale financování stále pokulhává,“ řekl. „Pracujeme se stejným rozpočtem na rok 2024 ve skutečných dolarech, jako jsme měli v 90. letech, potřebujeme rozšířit komunitu glaciologů a fyzických oceánografů, abychom tyto problémy s monitorováním řešili raději dříve než později, ale zatím stále stoupáme na Mount Everest. v teniskách.“

Závěr a implikace pro modelování

V blízké budoucnosti Regnot, který je také vedoucím projektovým vědcem ve společnosti NASAlaboratoř tryskových pohonů (Laboratoř proudového pohonu), uvedl, že tato studie poskytne komunitě modelování ledových příkrovů trvalý přínos.

„Pokud vložíme tento druh interakce mezi oceány a ledem do modelů ledových příkrovů, očekávám, že budeme schopni odvést mnohem lepší práci při reprodukci toho, co se stalo v posledním čtvrtstoletí, což povede k vyšší úrovni důvěry v naše budoucnost,“ uvedla předpověď. „Bude to obrovské vítězství, pokud toho dosáhneme.“

„Právě teď nemáme dostatek informací, abychom tak či onak mohli říci, kolik času zbývá, než se průsaky oceánské vody stanou nevratnými,“ dodal Dow „Pokusíme se o to vylepšením modelů a zaměřením našeho výzkumu na tyto důležité ledovce určit alespoň tato čísla.“ Po desetiletí versus staletí bude tato práce pomáhat lidem přizpůsobit se měnícím se hladinám oceánů a zároveň se zaměřovat na snižování emisí uhlíku, aby se předešlo nejhoršímu scénáři.

Odkaz: „Rozsáhlé průniky mořské vody pod přízemní led ledovce Thwaites, Západní Antarktida“ od Erica Renaulta, Enrica Ceracciho, Bernda Schuchela, Valentina Tolbeckena, Michaela Wollersheima a Christine Dowové, 20. května 2024, Proceedings of the National Academy of Sciences.
doi: 10.1073/pnas.2404766121

K Rignotovi, Dowovi a Wollershiemovi se k tomuto projektu připojují Enrico Ceracci, přidružený specialista UC Irvine na vědu o systémech Země a postdoktorand v NASA; Bernd Schuchel, výzkumník UC Irvine v oblasti věd o systémech Země; a Valentin Tolbikhin z ICEYE. ICEYE má sídlo ve Finsku a působí v pěti mezinárodních lokalitách, včetně Spojených států amerických. Výzkum získal finanční podporu od NASA a National Science Foundation.