Μια κλήση αφύπνισης από την Ανταρκτική

Σε αυτήν την απεικόνιση, το θαλασσινό νερό ρέει βαθιά κάτω από την επιφάνεια σε μια ενεργά ανοιγόμενη ρωγμή πάγου στην Ανταρκτική. Νέα έρευνα δείχνει ότι τέτοιες ρωγμές μπορούν να ανοίξουν πολύ γρήγορα και ότι το θαλασσινό νερό που ρέει βοηθά στον έλεγχο του πόσο γρήγορα σπάει το ράφι πάγου. Credit: Rob Soto

Υπάρχει αρκετό παγωμένο νερό στους παγετώνες της Γροιλανδίας και της Ανταρκτικής που, αν έλιωναν, οι θάλασσες του κόσμου θα υψώνονταν αρκετά πόδια. Το τι θα συμβεί σε αυτούς τους παγετώνες τις επόμενες δεκαετίες είναι το μεγαλύτερο άγνωστο στο μέλλον της ανόδου της στάθμης της θάλασσας, εν μέρει επειδή η φυσική του τοκετού των παγετώνων δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητή.

Το κρίσιμο ερώτημα είναι πώς οι θερμότεροι ωκεανοί μπορούν να προκαλέσουν την ταχύτερη αποσύνθεση των παγετώνων. Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον Οι ερευνητές απέδειξαν το ταχύτερο κάταγμα μεγάλης κλίμακας που είναι γνωστό κατά μήκος της υφαλοκρηπίδας πάγου της Ανταρκτικής. Η μελέτη δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Παρέχεται από το Πανεπιστήμιο του Arabian GulfΔείχνει ότι μια ρωγμή μήκους 6,5 μιλίων (10,5 χιλιομέτρων) σχηματίστηκε το 2012 στον παγετώνα Pine Island – ένα ράφι πάγου που υποχωρεί που συγκρατεί το μεγαλύτερο στρώμα πάγου της Δυτικής Ανταρκτικής – σε περίπου 5 1/2 λεπτά. Αυτό σημαίνει ότι η ρωγμή άνοιξε με ταχύτητα περίπου 115 πόδια (35 μέτρα) ανά δευτερόλεπτο ή περίπου 80 μίλια την ώρα.

«Αυτό από όσο γνωρίζουμε είναι το ταχύτερο γεγονός ανοίγματος ρήγματος που έχει παρατηρηθεί ποτέ», είπε η επικεφαλής συγγραφέας Stephanie Olinger, η οποία έκανε αυτή τη δουλειά ως μέρος της διδακτορικής της έρευνας στο Πανεπιστήμιο του Wisconsin και στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και τώρα είναι μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Πανεπιστήμιο Stanford. . “Αυτό δείχνει ότι, υπό ορισμένες συνθήκες, τα ράφια πάγου μπορούν να σπάσουν. Μας λέει ότι πρέπει να αναζητήσουμε αυτού του είδους τη συμπεριφορά στο μέλλον και μας λέει πώς μπορούμε να προχωρήσουμε στην περιγραφή αυτών των σπασμών σε μοντέλα μεγάλης κλίμακας φύλλων πάγου .”

Η σημασία του σχηματισμού ρωγμών

Η ρωγμή είναι μια ρωγμή που διατρέχει περίπου 1.000 πόδια (300 μέτρα) πλωτού πάγου μιας τυπικής υφαλοκρηπίδας πάγου της Ανταρκτικής. Αυτές οι ρωγμές είναι ο πρόδρομος του τοκετού σε ράφι πάγου, όπου μεγάλα κομμάτια πάγου σπάνε από έναν παγετώνα και πέφτουν στη θάλασσα. Τέτοια γεγονότα συμβαίνουν συχνά στον παγετώνα Pine Island Glacier, όπου το παγόβουνο που παρατηρήθηκε στη μελέτη έχει απομακρυνθεί εδώ και καιρό από την ήπειρο.

Δορυφορικές εικόνες που τραβήχτηκαν στις 8 Μαΐου (αριστερά) και στις 11 Μαΐου (δεξιά), με διαφορά τριών ημερών το 2012, δείχνουν ένα νέο σφάλμα που σχηματίζει ένα “Y” που διακλαδώνεται στα αριστερά του προηγούμενου σφάλματος. Τρία σεισμικά όργανα (μαύρα τρίγωνα) κατέγραψαν δονήσεις που χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό των ταχυτήτων διάδοσης σφαλμάτων έως και 80 mph. Πίστωση: Olinger et al./AGU Advances

“Τα ράφια πάγου ασκούν σημαντική επιρροή στη σταθερότητα του υπόλοιπου στρώματος πάγου της Ανταρκτικής. “Αν σπάσει το ράφι πάγου, ο πάγος πίσω από αυτό επιταχύνεται”, είπε ο Ollinger. “Αυτή η διαδικασία θραύσης είναι βασικά ο τρόπος με τον οποίο τα ράφια πάγου της Ανταρκτικής δουλειά.» Δημιουργία μεγάλων παγόβουνων.

Σε άλλα μέρη της Ανταρκτικής, τα ρήγματα αναπτύσσονται συχνά σε μήνες ή χρόνια. Αλλά θα μπορούσε να συμβεί πιο γρήγορα σε ένα ταχέως εξελισσόμενο περιβάλλον όπως ο παγετώνας Pine Island, όπου οι ερευνητές πιστεύουν ότι το στρώμα πάγου της Δυτικής Ανταρκτικής έχει ήδη σχηματιστεί. Έχει περάσει ένα σημείο καμπής Όταν καταρρέει στον ωκεανό.

Προκλήσεις στην παρακολούθηση των αλλαγών των παγετώνων

Οι δορυφορικές εικόνες παρέχουν συνεχή ανατροφοδότηση. Αλλά οι δορυφόροι που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη Γη περνούν από κάθε σημείο της Γης μόνο κάθε τρεις ημέρες. Είναι δύσκολο να προσδιορίσουμε τι θα συμβεί κατά τη διάρκεια αυτών των τριών ημερών, ειδικά δεδομένης της επικίνδυνης εικόνας του εύθραυστου πάγου της Ανταρκτικής.

Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές συνδύασαν εργαλεία για να κατανοήσουν τον σχηματισμό ρηγμάτων. Χρησιμοποίησαν σεισμικά δεδομένα που καταγράφηκαν από όργανα που τοποθετήθηκαν στο ράφι πάγου από άλλους ερευνητές το 2012 μαζί με παρατηρήσεις ραντάρ από δορυφόρους.

Ο παγετώδης πάγος συμπεριφέρεται σαν στερεό σε σύντομες χρονικές κλίμακες, αλλά περισσότερο σαν παχύρρευστο υγρό σε μεγάλες χρονικές κλίμακες.

“Ο σχηματισμός μιας ρωγμής μοιάζει περισσότερο με το σπάσιμο γυαλιού ή με το σπάσιμο του Silly Putty; Αυτό ήταν το ερώτημα”, είπε ο Ollinger. “Οι υπολογισμοί μας για αυτό το γεγονός δείχνουν ότι μοιάζει πολύ με το σπάσιμο γυαλιού.”

Ο ρόλος του θαλασσινού νερού και η μελλοντική έρευνα

Εάν ο πάγος ήταν ένα απλό εύθραυστο υλικό, θα είχε σπάσει πιο γρήγορα, είπε ο Olinger. Περαιτέρω έρευνα έδειξε τον ρόλο του θαλασσινού νερού. Το θαλασσινό νερό στις ρωγμές κρατά το χώρο ανοιχτό ενάντια στις εσωτερικές δυνάμεις του παγετώνα. Δεδομένου ότι το θαλασσινό νερό έχει ιξώδες, επιφανειακή τάση και μάζα, δεν μπορεί να γεμίσει ένα κενό αμέσως. Αντίθετα, η ταχύτητα με την οποία το θαλασσινό νερό γεμίζει τη σχισμή ανοίγματος βοηθά στην επιβράδυνση της διάδοσης της ρωγμής.

«Προτού μπορέσουμε να βελτιώσουμε την απόδοση των μεγάλης κλίμακας μοντέλων φύλλων πάγου και τις προβλέψεις για μελλοντική άνοδο της στάθμης της θάλασσας, πρέπει να έχουμε μια καλή φυσική κατανόηση των πολλών διαφορετικών διεργασιών που επηρεάζουν τη σταθερότητα του υφάλου πάγου», είπε ο Olinger.

Αναφορά: «Η ωκεάνια σύζευξη περιορίζει την ταχύτητα ρήξης για το ταχύτερο γεγονός διάδοσης ρωγμών σε ράφι πάγου» από τη Stephanie D. Olinger και Bradley B. Lipofsky και Marin A. Denol, 05 Φεβρουαρίου 2024, Παρέχεται από το Πανεπιστήμιο του Arabian Gulf.
doi: 10.1029/2023AV001023

Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών. Συν-συγγραφείς είναι ο Brad Lipofsky και η Marine Degnole, μέλη ΔΕΠ του UW στις επιστήμες της γης και του διαστήματος, οι οποίοι άρχισαν να συμβουλεύουν την εργασία ενώ ήταν στο Χάρβαρντ.