Satelliten zeigen „starkes Schmelzen“ unter dem Thwaites-Gletscher in der Antarktis

Satellitenradardaten zeigen erhebliche Meerwassereinbrüche unter der Antarktis Thwaites-GletscherDadurch steigt und fällt das Eis.

Mithilfe hochauflösender Satellitenradardaten hat ein Team von Glaziologen unter der Leitung von Forschern der University of California in Irvine Hinweise darauf gefunden, dass warmes Meerwasser unter hohem Druck mehrere Kilometer unter dem Grundeis des Thwaites-Gletschers in der Westantarktis versickert. Dieser Gletscher wird oft als „Weltuntergangsgletscher“ bezeichnet, da er eine entscheidende Rolle beim potenziellen Anstieg des globalen Meeresspiegels spielt und katastrophale Auswirkungen hat, die ein solcher Anstieg weltweit haben würde. Dieser Spitzname spiegelt die enorme Größe und Schmelzrate des Gletschers wider, von dem Wissenschaftler glauben, dass er erheblich zum Anstieg des Meeresspiegels beitragen könnte, wenn er zusammenbricht oder vollständig schmilzt.

Das von der UC Irvine geleitete Team sagte, der weit verbreitete Kontakt zwischen Meerwasser und dem Gletscher – ein Prozess, der sich in der gesamten Antarktis und in Grönland wiederholt – führe zu „starkem Abschmelzen“ und erfordere möglicherweise eine Neubewertung der Prognosen zum globalen Meeresspiegelanstieg. Ihre Studie wurde am 20. Mai veröffentlicht Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften,

Daten und Notizen

Glaziologen stützten sich auf Daten, die von März bis Juni 2023 von der finnischen kommerziellen Satellitenmission ICEYE gesammelt wurden. Die ICEYE-Satelliten bilden eine „Konstellation“ in einer polaren Umlaufbahn um den Planeten und nutzen InSAR – Interferometer-Radar mit synthetischer Apertur –, um ständig Veränderungen auf der Erdoberfläche zu überwachen. Mehrere Raumsondenüberflüge über einen kleinen, definierten Bereich sorgen für reibungslose Datenergebnisse. Im Fall dieser Studie wurden der Anstieg, Abfall und die Krümmung des Thwaites-Gletschers gezeigt.

„Diese ICEYE-Daten liefern eine lange Reihe täglicher Beobachtungen, die eng mit den Gezeitenzyklen übereinstimmen“, sagte Hauptautor Eric Renault, Professor für Erdsystemwissenschaften an der University of California, Irvine. „In der Vergangenheit standen uns einige unregelmäßige Daten zur Verfügung, und mit nur diesen wenigen Beobachtungen war es schwierig zu wissen, was passierte. Wenn wir eine kontinuierliche Zeitreihe haben und diese mit dem Gezeitenzyklus vergleichen, sehen wir, dass Meerwasser mit hoher Geschwindigkeit einströmt Die Flut nimmt ab und geht zurück, und manchmal tendiert sie unter dem Gletscher nach oben und bleibt hängen. Dank ICEYE können wir diese Gezeitendynamik zum ersten Mal sehen.

Screenshot einer 3D-Ansicht der Gezeitenbewegung des Thwaites-Gletschers in der Westantarktis, aufgezeichnet von der Konstellation ICEYE Synthetic Aperture Radar (SAR) auf der Grundlage von Bildern, die am 11., 12. und 13. Mai 2023 aufgenommen wurden. Konturebenen sind die Topographielinien der Schicht Höhe 50 Meter Intervall. Jeder Interferenzstreifen-Farbzyklus ist eine Phasenverschiebung von 360°, was einer Verschiebung des Sichtlinienabstands zur Eisoberfläche um 1,65 cm entspricht. Das Interferogramm wird einem im Februar 2023 aufgenommenen Landsat-9-Bild überlagert. In dieser Studie zeigen wir, dass die Gezeitenbiegungsgrenze während des Gezeitenzyklus um Kilometer variiert, was darauf hindeutet, dass unter Druck stehendes Meerwasser in der Lage ist, kilometerweit unter Landeis einzudringen und einen starken Wärmeaustausch zu stabilisieren mit der Basis des Gletschers. Auf der rechten Seite des Bildschirms zeigt ein diskretes Volltreffermuster an, dass Meerwasser weitere 6 Kilometer hinter einem schützenden Bergrücken versickert, was darauf hindeutet, dass der Eisrückgang in diesem kritischen Teil der Antarktis immer noch mit einer Geschwindigkeit von einem Kilometer pro Jahr anhält. Bildnachweis: Eric Regnot/UC Irvine

Erweiterte Satellitenbeobachtungen

„Bisher war es unmöglich, einige der dynamischsten Prozesse der Natur so detailliert und wiederholbar zu beobachten, dass wir sie verstehen und modellieren könnten“, sagte ICEYE-Direktor für Analytik, Michael Wollersheim, einer der Mitautoren Die Verwendung von Radarsatellitenbildern stellt einen großen Fortschritt dar. Die Bereitstellung genauer Messungen im Zentimeterbereich bei täglicher Frequenz stellt einen großen Fortschritt dar.

Renaud sagte, das Projekt habe ihm und seinen Kollegen geholfen, ein besseres Verständnis des Verhaltens des Meerwassers an den unteren Flanken des Thwaites-Gletschers zu entwickeln. Meerwasser, das von der Basis des Eisschildes kommt, sowie Süßwasser aus geothermischer Strömung und Reibung sammeln sich an und „muss irgendwohin fließen“, sagte er. Das Wasser verteilt sich über natürliche Kanäle oder sammelt sich in Hohlräumen und erzeugt so genügend Druck, um die Eisdecke anzuheben.

„Es gibt Stellen, an denen das Wasser fast den Druck des darüber liegenden Eises hat, sodass mehr Druck erforderlich ist, um das Eis nach oben zu drücken“, sagte Reno. „Das Wasser wird dann so weit herausgedrückt, dass eine mehr als eine halbe Meile lange Eissäule angehoben werden kann.“

Und es ist nicht nur Meerwasser. Seit Jahrzehnten sammeln Reno und seine Kollegen Beweise für die Auswirkungen des Klimawandels auf Meeresströmungen, die wärmeres Meerwasser an die Küsten der Antarktis und andere Gebiete des Polareises drücken. Tiefes zirkumpolares Wasser ist salzig und hat einen niedrigeren Gefrierpunkt. Während Süßwasser bei null Grad gefriert CelsiusSalzwasser gefriert bei einer Temperatur von minus 2 Grad Celsius, und dieser kleine Unterschied reicht aus, um zum „starken Schmelzen“ des Basaleises beizutragen, wie in der Studie festgestellt wurde.

Auswirkungen auf den Anstieg des Meeresspiegels und zukünftige Forschung

Co-Autorin Christine Dow, Professorin an der School of Environment der Universität Universität von Waterloo „Thwaites ist der instabilste Ort in der Antarktis und hat einen Anstieg des Meeresspiegels um 60 Zentimeter zur Folge“, sagte er in Ontario, Kanada. Besorgniserregend ist, dass wir die Geschwindigkeit unterschätzen, mit der sich der Gletscher verändert, was für Küstengemeinden auf der ganzen Welt verheerende Folgen haben wird.

Reno sagte, er hoffe und erwarte, dass die Ergebnisse dieses Projekts mehr Forschung über die Bedingungen unter antarktischen Gletschern, Ausstellungen mit autonomen Robotern und mehr Satellitenbeobachtungen anregen werden.

„In der wissenschaftlichen Gemeinschaft herrscht große Begeisterung, in diese abgelegenen Polarregionen zu reisen, um Daten zu sammeln und unser Verständnis darüber zu vertiefen, was dort vor sich geht, aber die Finanzierung hapert immer noch“, sagte er. „Wir arbeiten für 2024 mit dem gleichen Budget wie in den 1990er Jahren. Wir müssen die Gemeinschaft von Glaziologen und physikalischen Ozeanographen vergrößern, um diese Überwachungsprobleme eher früher als später anzugehen, aber im Moment besteigen wir immer noch den Mount Everest.“ in Tennisschuhen.“

Schlussfolgerung und Implikationen für die Modellierung

In naher Zukunft wird Regnot, der auch leitender Projektwissenschaftler bei ist NASALabor für Strahlantrieb (Labor für Strahlantriebe), sagte, dass diese Studie der Eisschild-Modellierungsgemeinschaft einen dauerhaften Nutzen bringen wird.

„Wenn wir diese Art der Interaktion zwischen Ozeanen und Eis in Eisschildmodelle integrieren, werden wir meiner Meinung nach in der Lage sein, die Ereignisse des letzten Vierteljahrhunderts viel besser zu reproduzieren, was zu einem höheren Maß an Vertrauen in die Eisdecke führen wird.“ „Unsere Zukunft“, heißt es in der Prognose. „Wenn wir diesen Prozess, den wir in der Arbeit erklären, hinzufügen können, der in den meisten bestehenden Modellen nicht enthalten ist, dann sollten die Modellrekonstruktionen viel besser zu den Beobachtungen passen.“ „Es wird ein großer Sieg sein, wenn uns das gelingt.“

„Im Moment haben wir nicht genügend Informationen, um auf die eine oder andere Weise sagen zu können, wie viel Zeit noch verbleibt, bis das Versickern von Meerwasser irreversibel wird“, fügte Dow hinzu. „Indem wir die Modelle verbessern und unsere Forschung auf diese wichtigen Gletscher konzentrieren, werden wir versuchen, dies zu tun.“ Bestimmen Sie zumindest diese Zahlen.“ Über Jahrzehnte hinweg wird diese Arbeit den Menschen helfen, sich an den sich ändernden Meeresspiegel anzupassen, und sich gleichzeitig auf die Reduzierung der Kohlenstoffemissionen konzentrieren, um das schlimmste Szenario zu verhindern.

Referenz: „Großflächige Meerwassereinbrüche unter dem Grundeis des Thwaites-Gletschers, Westantarktis“ von Eric Renault, Enrico Ceracci, Bernd Schuchel, Valentin Tolbecken, Michael Wollersheim und Christine Dow, 20. Mai 2024, Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
doi: 10.1073/pnas.2404766121

Zu Rignot, Dow und Wollershiem gesellen sich bei diesem Projekt Enrico Ceracci, ein außerordentlicher Spezialist für Erdsystemwissenschaften an der UC Irvine und Postdoktorand bei der NASA; Bernd Schuchel, Forscher der Erdsystemwissenschaften an der UC Irvine; und Valentin Tolbikhin von ICEYE. ICEYE hat seinen Hauptsitz in Finnland und ist an fünf internationalen Standorten tätig, darunter auch in den Vereinigten Staaten. Die Forschung erhielt finanzielle Unterstützung von der NASA und der National Science Foundation.