En ny undersøgelse siger, at mange af ishylderne, der ringer omkring Antarktis, kan være sårbare over for hurtig ødelæggelse, hvis stigende temperaturer driver smeltevand ind i de talrige sprækker, der i øjeblikket trænger ind i deres overflader. Hylderne hjælper med at bremse indre gletscheres glidning mod havet, så hvis de skulle svigte, kan havniveauet rundt om i verden stige hurtigt som et resultat. Undersøgelsen vises i denne uge i det førende tidsskrift Nature.
Ishylder er gigantiske tunger af is, der flyder på havet rundt om kontinentets kanter. De store landbundne gletsjere bag dem skubber konstant mod havet. Men fordi mange hylder stort set er indespærret i vidtstrakte bugter og kløfter, presses de sammen fra siderne og bremser gletsjernes fremmarch - lidt som en person i en smal gang, der spænder armene mod væggene for at bremse nogen, der forsøger at skubbe forbi dem. Men ishylder oplever en konkurrerende stress: de strækker sig ud, når de nærmer sig havet. Satellitobservationer viser, at de som et resultat river fra hinanden; de fleste er revet med talrige lange brud vinkelret på strækningsretningen. Brud, der dannes ved overfladen, kan være titusinder af meter dybe; andre, der dannes fra bunden, kan trænge ind i isen hundredvis af meter opad. Nogle brud er hundreder af meter brede.
I øjeblikket er de fleste af hylderne frosne året rundt og stabile. Men videnskabsmænd anslår, at udbredt opvarmning kan forekomme senere i århundredet. Og eksisterende forskning har vist, at selv subtile temperaturudsving kan anspore udbredt smeltning. Dette kan få smeltevandet til at strømme ind i overfladebrudene. Sådanne bølger ville potentielt forårsage hydrofrakturering - en proces, hvor flydende vand, tungere end is, voldsomt ville tvinge sprækkerne til at åbne sig og få hylden til hurtigt at gå i opløsning. Den nye undersøgelse anslår, at 50 til 70 procent af ishyldernes områder at støtte gletsjerne er sårbare over for sådanne processer.
"Det handler ikke kun om at smelte, men hvor det smelter," sagde hovedforfatter Ching-Yao Lai, en postdoc-forsker ved Columbia University's Lamont-Doherty Earth Observatory..
"Ishylderne - det er det svage sted, hvor atmosfæren, isen og havet interagerer," sagde studiemedforfatter Jonathan Kingslake, en glaciolog ved Lamont-Doherty.”Hvis de fyldes op med smeltevand, kan der ske ting meget hurtigt efter det, og det kan få store konsekvenser for havniveauet."
Hydrofracturing har allerede fundet sted nogle få steder. Dele af Larsen-ishylden, som havde været stabil i mindst 10.000 år, gik i opløsning i løbet af få dage i 1995 og 2002. Dette blev efterfulgt af det delvise opbrud af Wilkins-ishylden i 2008 og 2009. Hovedaft alt årsager: hydrofrakturering. Larsen og Wilkins udgør noget af kontinentets nordligste is og har derfor været de første til at lide under stigende temperaturer og sæsonbestemt afsmeltning.
Den nye undersøgelse følger et papir fra 2017 ledet af Kingslake, der viser, at sæsonbestemte damme og vandløb på isoverfladen er langt mere almindelige på tværs af Antarktis end tidligere antaget; nogle når inden for 375 miles fra Sydpolen. Men de fleste katalogiserede funktioner er steder, der ikke er genstand for hydrofrakturering. Den nye undersøgelse viser, at indtil videre er det kun omkring 0,6 procent af de østantarktiske ishylder, der giver støtte, oplever smeltevandsdræning, hvilket gør dem sårbare. En meget større procentdel ville potentielt være truet, hvis opvarmningen tager fat.
I samarbejde med Cameron Chen, en forsker fra Google, trænede Lai en maskinlæringsmodel til at identificere steder med ishyldebrud på tværs af Antarktis for at producere det første kontinent-dækkende kort over sådanne funktioner. Selvom de fleste brud nu ikke indeholder flydende vand, overvejede forskerne fremtidige tilfælde, hvor smeltevand kunne fylde overfladebrudene fuldt ud. Dette gjorde det muligt for dem at forudsige, hvilke dele af hylderne, der ville være sårbare over for hydrofrakturering, når de medregner de konkurrerende kræfter fra kompression fra siderne og strækning af isen bagfra og frem.
De beregnede, at indstrømning af væske ind i de eksisterende sprækker potentielt kunne udøve nok kraft til at forårsage udbredt hydrofrakturering på tværs af 50 til 70 procent af ishylleområderne, der giver støtte. De vigtigste undtagelser var mindre, solidere isområder tættest på land, som oplever mindre stress ved at strække sig. De endedele af hylderne, for det meste omgivet af åbent hav, er også sårbare, men de flyder frit, mens de gør, og de hjælper ikke med at holde gletsjerne tilbage.
Mens undersøgelsen viser en advarsel, siger forskerne, at de ikke kan forudsige ishyldernes adfærd med nogen nøjagtighed. "Hvor hurtigt smeltevand ville dannes og udfylde disse revner er det første spørgsmål," sagde Kingslake. Han sagde, at det værst tænkelige scenarie ville være, at "masser af steder vil være dækket af masser og masser af vand i slutningen af århundredet." Men fremskrivningerne varierer meget, afhængigt af hvilke modeller videnskabsmænd bruger, og hvor kraftigt menneskeheden reducerer drivhusgasser eller ej. Det andet spørgsmål er, om bestemte steder vil gennemgå hydrofrakturering, sagde han. Det tredje spørgsmål: om processen ville løbe væk, hvilket ville få hylden til at gennemgå eksplosiv opløsning af Larsen-typen.
Theodore Scambos, en førende antarktisk glaciolog og National Snow and Ice Data Center, sagde, at papiret "gør et godt stykke arbejde med at pege på områder, hvor man kan sige: "Hvis det oversvømmes med smelte her, vil det sandsynligvis gå i stykker op på hylden." Han tilføjede, at det "har enorme konsekvenser for havniveauet", hvis sommertemperaturerne langs kysterne stiger.
"Til sidst kunne alle ishylder være dækket af smeltevand," sagde Lai. "Men vi har ikke en tidsramme, og der er mange store spørgsmål tilbage."
Undersøgelsen var også medforfatter af Martin Wearing fra University of Edinburgh; Pierre Gentine, Harold Li og Julian Spergel fra Columbia; og J. Melchior van Wessem fra Utrecht University.
