Detaljna promatranja omogućuju bolje razumijevanje buduće stabilnosti ledenog polja.
Globalni tim znanstvenika, uključujući nekolicinu sa Instituta za oceanografiju Scripps s Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu, otkrio je iznenadnu propast velikog, dubokog, ledom prekrivenog jezera na površini ledenog polja Antarktika.
Ovaj rijetki događaj zabilježen je u studiji objavljenoj 23. lipnja 2021. u časopisu Pisma o geofizičkim istraživanjima, dogodila se tijekom antarktičke zime 2019. godine na ledenom polici Amery na istočnoj Antarktiku, a procjenjuje se da je 600-750 milijuna kubnih metara (21-26 milijardi kubnih stopa ili 160-200 milijardi litara) vode, otprilike dvostruko više od volumena San Diega, izgubljeno u oceanu.
Autori studije koristili su slike sa radarskog satelita koji može “vidjeti” tijekom polarne noći kako bi ograničili vrijeme događaja na tjedan ili manje u lipnju. Nakon drenaže, umjesto jezera, na površini ledene police pojavila se udubina slična krateru, koja je pokrivala oko jedanaest četvornih kilometara. Ova površinska udubina, poznata kao ledena “dolina”, sadržavala je lomljene ostatke ledenog pokrivača.
“Vjerujemo da je težina vode nakupljene u ovom dubokom jezeru otvorila pukotinu u ledenom polju ispod jezera, proces poznat kao hidrofraktura, zbog čega se voda odvodi u ocean ispod”, rekao je glavni autor studije Roland Warner, glaciolog s Australskim partnerstvom za antarktički program na Sveučilištu u Tasmaniji.
Proces hidrofrakture umiješan je u kolaps manjih ledenih polica na Antarktičkom poluotoku, gdje se talna voda stvara na površini ledenih polica tijekom australijskog ljeta, ali nije često viđena da vozi kroz led debeo kao 1400 metara (4.590 stopa) na ovom mjestu na Amery Ice Shelfu.
Australijski zimski događaj također je zabilježen laserskim instrumentom zelenog svjetla na NASA-inom ICESat-2. Ovaj satelit prenosi impulse fotona i točno locira točku odbijanja svakog fotona koji prima natrag sa Zemlje.
Ponovljene orbite ICESat-2 na točnim zemaljskim tragovima prije i poslije odvodnje jezera otkrile su vertikalne razmjere poremećaja. Ledena površina pala je čak 80 metara (260 stopa) u šupljinu doline, iako je gubitak vodenog opterećenja plutajući ledeni sloj učinio lakšim, a oceanski je pritisak uzrokovao njegovo savijanje prema gore, a neposredna okolina jezera porasla je za čak 36 metara (118 stopa).
“Uzbudljivo je vidjeti kako nam ICESat-2 pokazuje detalje procesa koji se događaju na ledenom pokrivaču u tako finim prostornim razmjerima”, rekla je koautorica Helen Amanda Fricker, glaciolog s Instituta za oceanografiju Scripps, koja je dugo proučavala aktivne sub- ledenjačka jezera, otkrivajući ih 2007. “Budući da površinska talina na ledenim policama može prouzročiti njihov kolaps, što u konačnici dovodi do porasta razine mora kad se uzemljeni led više ne zadržava, važno je razumjeti procese koji slabe ledene police.”
U posljednjih desetljećima s porastom temperatura zraka, na nekim se ledenim policama došlo do većeg topljenja površine, a najnovije projekcije modela za buduće zagrijavanje pokazuju da se taj trend nastavlja i stvara više topivih jezera. To povećava rizik od širokog hidrofrakturiranja, što bi moglo dovesti do urušavanja ledenih polica, omogućujući brže ispuštanje leda iz uzemljenih ledenih pokrova i povećanje razine mora. Sada bi se u projekcijama budućeg zagrijavanja trebali uzeti u obzir mogući povećani protoci u duboka, ledom prekrivena jezera i hidrofraktura debelih ledenih polica, rekli su istraživači.
Tim je također koristio zemljopisne nadmorske visine koje je generirao Polarni geoprostorni centar (PGC) na Sveučilištu Minnesota kako bi pokazao da je poremećaj izmijenio regionalni krajolik na 60 četvornih kilometara.
Količina vode izgubljene u oceanu izračunata je pomoću volumena šupljine i opsega uzdizanja. Iako ledena polica Amery u australskom ljetu ima mnogo topivih jezera i potoka, količina vode koja se izgubila kad je jezero isušilo bila je višestruko veća od godišnjeg unosa taline u njega.
Podizanje jezera stvorilo je novo jezero od plitkog kraka izvornog. Tijekom sljedeće sezone topljenja ovo jezero se u roku od nekoliko dana ispunilo s više od milijun kubičnih metara dnevno i izlilo u šupljinu doline. Kad je ICESat-2 nekoliko dana kasnije ponovno prešao liniju, tim je uspio izmjeriti kanal topljene vode širine 20 metara (65 stopa), svježe usječen u utor, otkrivajući površinu vode na tri metra dubine i fotone raštrkane iz korito potoka još tri metra ispod.
Autori kažu da je prerano za zaključiti da je odvodnja ovog vodenog jezera bila povezana sa širim trendovima poput zagrijavanja klime oko Antarktike. S ovom novom sposobnošću promatranja, a kako se prikuplja više podataka o ICESat-2 i PGC, Fricker kaže da će oni moći dalje razumjeti koliko su ta duboka jezera česta i kako se razvijaju tijekom vremena.
“Ovaj nagli događaj očito je bio vrhunac desetljeća nakupljanja i otapanja vode ispod tog izolirajućeg poklopca leda”, rekao je koautor Jonathan Kingslake, profesor na Zemaljskoj zvjezdarnici Lamont Doherty sa Sveučilišta Columbia, koji je pomagao u mjerenju površine topljena voda.
Budućnost novoosnovane doline je neizvjesna. Može ponovno akumulirati talinu ili češće odvoditi u ocean. Čini se da se pukotina nakratko otvorila u sezoni topljenja 2020. godine. Sigurno je da će znanstvenici sada to promatrati.
Referenca: „Brzo stvaranje ledene vrpce na ledenoj polici Amery, Istočna Antarktika“, Roland C. Warner, Helen A. Fricker, Susheel Adusumilli, Philipp Arndt, Jonathan Kingslake i Julian Spergel, 23. lipnja 2021, Pisma o geofizičkim istraživanjima.
DOI: 10.1029 / 2020GL091095
Istraživanje američkih autora financirali su NASA i Nacionalna zaklada za znanost. Dodatni koautori iz Scripps Oceanografije uključuju postdiplomske studente Susheel Adusumilli i Philipp Arndt.