Antarktis ishyllor: forskning avslöjar en saknad bit av klimatpusslet

ishyllor, massiva flytande iskroppar, är kända för sin buffrande effekt på landbaserade istäcken när de saktar flödet mot havet. Denna buffrande effekt spelar en viktig roll för att moderera den globala havsnivåhöjningen.

Antarktis halvön har upplevt höga nivåer av förändring under de senaste 30 åren på grund av atmosfärisk och havsuppvärmning. Larsen en ishylla kollapsade 1995 och Larsen B bröt upp 2002. Grannarnas bortgång har väckt frågor om den framtida stabiliteten i Larsen C, Antarktis 4: e största ishylla.

den förbättrade smältningen av ishyllor är oroande eftersom detta leder till gallring och acceleration av deras biflodsglaciärer vilket innebär att mer färskvatten injiceras i det omgivande havet. Konsekvensen av detta är en ökning av havsnivån och en förändring av havsegenskaper. Båda har potentiellt katastrofala konsekvenser för mänskliga populationer och naturliga system.

under de senaste 30 åren har Larsen C uppvisat stor variation i istjocklek och omfattning. Ändå är havets roll för att driva dessa förändringar oklart.

för att förstå vilka processer som pågick inledde jag Weddell Sea-expeditionen till ett av de mest avlägsna områdena på vår planet, Antarktis Weddell Sea. Mitt team och jag fokuserade våra oceanografiska mätningar i området med exponerat hav som ligger mellan Larsen C och det nyligen kalvade massiva isberget a-68.

vi ville mäta egenskaperna hos havet intill Larsen C Ice Shelf för att ta reda på vilka processer som spelar. Syftet var att förbättra vår förståelse för hur havet kan påverka ishyllans stabilitet. Denna region är avgörande för att fastställa egenskaperna hos Antarktis bottenvatten.

Antarktis bottenvatten utgör den djupa delen av det globala havstransportbandet som styr det globala klimatet.

vi kunde identifiera att en främmande vattenmassa spolade på kontinentalsockeln intill Larsen C, vilket gav värme till området. Våra data avslöjade en hög blandningsnivå mellan detta varma vatten och det lokala mycket kalla vattnet. Detta kan få konsekvenser för smältningen av ishyllan och en förändring i egenskaper modervattnet i Antarktis bottenvatten.

tidigare var lite känt om vattenmassblandning och omvandling offshore av Larsen C på grund av hårda havsisförhållanden. Den tjocka isen hindrar många fartyg från att kunna navigera in i området och få omfattande oceanografiska mätningar. Detta lämnade en ofullständig bild av de processer som spelas och hindrade oss från att se sambandet mellan varmvattenmassan som spolas på kontinentalsockeln och havsförhållandena på platser längs ishyllans front.

Breaking new ground

mätningarna vi tog i Weddellhavet intill Larsen C Ice Shelf representerar den högsta rumsliga upplösningsprovtagningen i detta område hittills. De gav oss en tydlig bild av undervattensförhållandena i ett område där vi har mycket lite data.

den mäktiga SA Agulhas II, ett kraftfullt isklassfartyg, gjorde det möjligt för oss att samla högupplösta data under Weddell Sea Expedition. Resultaten visade att värmen som förs in i området omfördelas genom effektiv blandning med lokala hyllvatten. Detta visade att det finns potential för omvandling av källvattnet i Antarktis bottenvatten.

vi identifierade också möjligheten för ett flöde av kontinentalsockelvattnet i ishyllans hålighet under Larsen C, vilket väcker frågor om framtida ishyllsmältning och gallring.

en global anslutning

Antarktis bottenvatten är den tyngsta vattenmassan i det globala havet. Mer än 50% av det bildas bredvid Ishyllorna i Weddellhavet.

våra resultat från expeditionen är viktiga eftersom de höga blandningsnivåerna visade att eventuella förändringar som händer långt från Antarktis kust kunde kommuniceras på kusten via intrång av det varma vattnet på kontinentalsockeln. Blandningen av detta vatten med Modervattnet i Antarktis bottenvatten kan i sin tur förändra egenskaperna hos denna globalt viktiga vattenmassa.

egenskaperna hos bottenvatten är avgörande för vårt globala klimat genom den roll som denna Antarktiska vattenmassa spelar för att underlätta transport av värme, salt, kol, syre och näringsämnen runt världens hav.

var ska man härifrån?

mätningarna vi gjorde i Weddellhavet är utomordentligt värdefulla och ger stor inblick i en avlägsen och data-gles del av vårt hav. Men forskare måste gå utöver observationer. Vi måste använda innovativa verktyg som numeriska klimatmodeller för att ytterligare förstå interaktioner mellan hav och ishyllor och återkopplingseffekterna på det globala havet.

men ingen av de globala klimatkopplade modellerna som för närvarande används för att informera den mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC) stimulerar direkt cirkulationen under ishyllor. En konsekvens av denna brist är att viktiga interaktioner mellan hav och ishyllor och de processer som bildar bottenvatten inte uttryckligen ingår i de modeller som används för att informera klimatpolitik och anpassningsstrategier.

våra globala klimatprognoser saknar därför en viktig del av pusslet.

för att ta itu med detta är havsklimatmodelleringssamhället i de tidiga stadierna av att inkludera interaktioner mellan hav och IS i framtida klimatprognoser. Detta är ett spännande nästa steg i klimatvetenskapen.