Varovné volanie z Antarktídy

Grónske a antarktické ľadovce zadržiavajú toľko vody, že ak by sa roztopili, globálne moria by stúpli o niekoľko stôp. Čo sa stane s týmito ľadovcami v nasledujúcich desaťročiach, je najväčšou neznámou v budúcnosti stúpajúcich morí, čiastočne preto, že fyzika zlomov ľadovcov ešte nie je úplne pochopená.

Dôležitou otázkou je, ako môžu teplejšie oceány spôsobiť rýchlejšie rozpadanie ľadovcov. Washingtonská univerzita Výskumníci preukázali najrýchlejší známy rozsiahly rozpad pozdĺž antarktického ľadovca. Štúdia, nedávno publikovaná agu záloha, ukazuje, že v roku 2012 sa na ľadovci Pine Island Glacier – ustupujúcom ľadovom šelfe, ktorý zadržiava väčší ľadovec Západnej Antarktídy – vytvorila 6,5 ​​míľová (10,5 km) trhlina za približne 5 a pol minúty. To znamená, že trhlina sa otvorila rýchlosťou asi 115 stôp (35 metrov) za sekundu alebo asi 80 míľ za hodinu.

„Podľa našich vedomostí ide o najrýchlejšie pozorované otvorenie trhliny,“ povedala vedúca autorka Stephanie Olinger, ktorá túto prácu robila ako súčasť svojho doktorandského výskumu na UW a Harvardskej univerzite a teraz je postdoktorandkou na Stanfordskej univerzite. , „To ukazuje, že za určitých okolností sa ľadové police môžu rozpadnúť. To nám hovorí, že v budúcnosti musíme venovať pozornosť tomuto typu správania a hovorí nám, ako môžeme opísať tieto zlomy vo veľkých modeloch ľadovej pokrývky.

Význam tvorby trhlín

Trhlina je trhlina, ktorá prechádza cez asi 300 m plávajúceho ľadu pre typický antarktický ľadový šelf. Tieto trhliny sú predchodcami otelení ľadového šelfu, v ktorom sa z ľadovca odlamujú veľké kusy ľadu a padajú do oceánu. Takéto udalosti sa často vyskytujú na ľadovci Pine Island – ľadovec, ktorý sa v štúdii objavil, sa už dávno odtrhol od kontinentu.

Satelitné fotografie nasnímané s odstupom troch dní v roku 2012, 8. mája (vľavo) a 11. mája (vpravo), ukazujú novú trhlinu, ktorá tvorí vetvu „Y“ naľavo od predchádzajúcej trhliny. Tri seizmické prístroje (čierne trojuholníky) zaznamenali vibrácie, ktoré sa použili na výpočet rýchlosti šírenia trhlín až 80 míľ za hodinu. Kredit: Olinger et al./AGU Advance

„Ľadové police majú skutočne dôležitý stabilizačný účinok na zvyšok antarktického ľadovca. Ak sa ľadová polica zlomí, ľadovec za ňou sa skutočne zrýchli, “povedal Olinger. „Tento proces roztrhnutia je v podstate procesom zhadzovania väčších ľadovcov pri antarktických ľadových poliach.“

V iných častiach Antarktídy sa trhliny často vyvíjajú v priebehu mesiacov alebo rokov. Mohlo by sa to však stať rýchlejšie v rýchlo sa vyvíjajúcich krajinách, ako je ľadovec Pine Island, kde sa vedci domnievajú, že ľadový štít západnej Antarktídy sa už vytvoril. prešiel bodom obratu Keď spadne do mora.

Výzvy pri pozorovaní ľadovcových zmien

Satelitné snímky poskytujú nepretržité pozorovania. Obiehajúce satelity však prechádzajú každým bodom na Zemi iba každé tri dni. Čo sa stane počas týchto troch dní, je ťažké predpovedať, najmä v nebezpečnej krajine krehkého antarktického ľadovca.

Pre novú štúdiu výskumníci skombinovali nástroje na pochopenie tvorby trhlín. Použili seizmické údaje zaznamenané prístrojmi umiestnenými na ľadovom šelfe inými výskumníkmi spolu s radarovými pozorovaniami zo satelitov v roku 2012.

Ľadovec pôsobí v krátkodobom meradle ako pevná látka, no v dlhom časovom meradle pôsobí ako viskózna kvapalina.

„Rozpadá sa tvorba praskliny ako rozbitie skla alebo Silly Putty? To bola otázka,“ povedal Olinger. „Naše výpočty pre túto udalosť ukazujú, že je to veľmi podobné rozbitiu skla.“

Úloha morskej vody a budúci výskum

Ak by bol ľad jednoduchou krehkou látkou, mal by sa podľa Olingera lámať ešte rýchlejšie. Ďalšie vyšetrovanie poukázalo na úlohu morskej vody. Morská voda v trhlinách udržuje priestor otvorený proti vnútorným silám ľadovca. A keďže morská voda má viskozitu, povrchové napätie a hmotnosť, nemôže okamžite vyplniť prázdnotu. Namiesto toho rýchlosť, ktorou sa morská voda naplní do počiatočnej trhliny, pomáha spomaliť šírenie trhliny.

„Predtým, ako budeme môcť zlepšiť výkonnosť veľkých modelov ľadových štítov a projekcií budúceho vzostupu hladiny morí, potrebujeme dobré a podrobné pochopenie mnohých rôznych procesov, ktoré ovplyvňujú stabilitu ľadového šelfu,“ povedal Olinger. porozumenie založené na fyzike“.

Odkaz: Stephanie D. Olinger, Bradley P. Lipowski a Marine A. „Spojenie oceánov obmedzuje rýchlosť prasknutia pri najrýchlejšom pozorovanom šírení trhliny ľadového šelfu“ od Denol, 5. februára 2024, agu záloha,
DOI: 10.1029/2023av001023

Výskum bol financovaný Národnou vedeckou nadáciou. Spoluautormi sú Brad Lipowski a Marine Denol, obaja členovia fakulty UW v oblasti vedy o Zemi a vesmíre, ktorí začali radiť prácu na Harvardskej univerzite.