Satellieten Vangen Gletsjer Die ‘IJs Piraterij’ Beoefent

Een gletsjer in Antarctica pleegt “ijsvervalsing”—het stelen van ijs van een buur—een fenomeen dat nog nooit in zo’n korte tijd is waargenomen, zeggen wetenschappers.

Deze activiteit werd voorheen verondersteld honderden of zelfs duizenden jaren te duren. Echter, hoge-resolutie satellietobservaties onthullen dat een enorme gletsjer onophoudelijk ijs heeft gestolen van zijn langzamere buur in een periode van minder dan 18 jaar. Onderzoekers van de Universiteit van Leeds zeggen dat het ongekend is dat deze verandering in ijsstroomrichting direct kan worden waargenomen in Antarctica over zo’n korte tijdspanne. De ontdekking is een belangrijke stap in het verbeteren van ons begrip van de toekomst van Antarctica en de bijdrage aan de zeespiegelstijging.

Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift The Cryosphere. Een studie, geleid door de Universiteit van Leeds, toont de versnelling van zeven ijsstromen in West-Antarctica aan, waarbij één bijna verdubbelde in snelheid (87%) op de grens waar het ijs de oceaan ontmoet, tussen 2005 en 2022. Drie andere stroomden versneld met tussen de 60% en 84% in diezelfde periode. Zes van de stromen bereikten gemiddelde snelheden van meer dan 700 meter per jaar in 2022—vergelijkbaar met het afleggen van de lengte van zeven voetbalvelden in één jaar, een opmerkelijk snel tempo voor ijs.

Het team gebruikte satellietgegevens om de verandering in ijs snelheid in de Pope, Smith en Kohler (PSK) regio in West-Antarctica te meten. Ze ontdekten dat de ijsstromen gemiddeld met 51% waren versneld sinds 2005, bij de grondlijn—het punt waar gletsjers en ijsplanken beginnen te drijven. Grondlijnen bieden bewijs van instabiliteit van de ijskap, omdat veranderingen in hun positie een onevenwicht weerspiegelen met de omringende oceaan en de stroom van binnenlands ijs beïnvloeden.

Echter, het onderzoeksteam vond dat één stuk data bijzonder opvallend was. In scherp contrast met de wijdverspreide versnelling die tussen 2005 en 2022 werd waargenomen op alle andere gletsjers in de regio, vertraagde de ijsstroom op Kohler West met 10%. De snelste snelheid verandering werd waargenomen op de buur, Kohler East, evenals de Smith West Gletsjer, die in 2022 ongeveer 560 m/jaar sneller stroomden in vergelijking met 2005. Tegenwoordig reageren verschillende gletsjers rond Antarctica op klimaatverandering door sneller in de oceaan te stromen. Wanneer de stroom van een gletsjer versnelt, wordt het ijs meer uitgerekt en dunner, maar de Kohler West ijsstroom is vertraagd.

Hoofdonderzoeker Dr. Heather L. Selley, die dit werk heeft uitgevoerd als Ph.D. onderzoeker aan de Universiteit van Leeds, zegt: “We denken dat de waargenomen vertraging op Kohler West Gletsjer te wijten is aan de heroriëntatie van de ijsstroom naar zijn buur—Kohler East. Dit komt door de grote verandering in de helling van het oppervlak van Kohler West, waarschijnlijk veroorzaakt door de zeer verschillende dunneringspercentages van de aangrenzende gletsjers. Omdat de ijsstroom van Kohler East sneller stroomt en dunner wordt, absorbeert, of “steelt” het ijs van Kohler West. Dit is in feite een daad van ‘ijsvervalsing’, waarbij de ijsstroom van de ene gletsjer naar de andere wordt omgeleid, en de versnellende gletsjer steelt in wezen ijs van zijn vertraging buur.”

Ze voegde eraan toe: “We wisten niet dat ijsstromen ijs van elkaar konden ‘stelen’ in zo’n korte periode, dus dit is een fascinerende ontdekking. Het is ongekend omdat we dit vanuit satellietgegevens zien en het gebeurt in een tempo van minder dan 18 jaar, terwijl we altijd dachten dat het een extreem lang, traag proces was.”

Internationale samenwerking

Het team berekende de ijs snelheid met behulp van een trackingtechniek die de verplaatsing van zichtbare kenmerken op of nabij het ijsoppervlak meet, zoals scheuren of rifts. Gegevens over ijsdunneringspercentages van de CryoSat-missie van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) werden ook in de studie gebruikt. Leeds werkte samen met onderzoekers van de British Antarctic Survey (BAS) en het UK Center for Polar Observation and Modeling (CPOM), dat wordt geleid door Northumbria University, voor de studie, met gegevens van satellieten van de ESA, Japan Aerospace Exploration Agency, Canadian Space Agency en NASA.

Pierre Dutrieux, medeauteur van de studie en klimaatonderzoeker bij BAS, zei: “Deze studie biedt een interessante demonstratie van ijsvervalsing, waarbij de stroom naar de ene gletsjer geleidelijk overgaat naar de andere gletsjer, terwijl de oceaan de grondzone smelt en de ijsstroom herconfigureert.” Het team stelde zich tot doel de mechanismen en impact van veranderingen in omstandigheden vast te stellen die de snelheid van de ijsstroom beïnvloeden, zoals opwarming van de oceaan, verandering in oceaancirculatie, verandering in luchttemperatuur en de hoeveelheid sneeuw die valt.

Ze ontdekten dat de heroriëntatie van de ijsstroom en ‘vervalsing’ op eerder ongeobserveerde snelheden de hoeveelheid ijs die in de drijvende planken stroomt die door deze stromen worden gevoed, heeft veranderd. De Crosson ijsplank, ongeveer 40 mijl breed—ongeveer de afstand van Leeds naar Manchester—en de Dotson ijsplank, ongeveer 30 mijl breed—ongeveer de afstand van Leeds naar York—zijn twee van de snelst veranderende uitgangen in West-Antarctica, met zowel significante dunnering als terugtrekking van de grondlijn in de afgelopen decennia.

Toekomstige effecten

Professor Anna Hogg, medeauteur van de studie en Professor van Aardobservatie aan de School of Earth and Environment in Leeds, zei: “De veranderingen in de stroomrichting hebben de ijs massaflux naar de Dotson en Crosson ijsplanken aanzienlijk veranderd, wat waarschijnlijk een belangrijke rol speelt in het behouden van Dotson en het versnellen van de verslechtering van Crosson. Dit suggereert dat de heroriëntatie van de ijsstroom een belangrijke nieuwe proces is in de hedendaagse dynamiek van ijskappen, wat vereist is om de huidige structurele veranderingen in gletsjers en de toekomstige evolutie van deze systemen te begrijpen.”

Meer dan 410 miljoen mensen zouden tegen 2100 risico kunnen lopen door stijgende zeespiegels als gevolg van de klimaatcrisis. Geobserveerde gegevens over zeespiegelstijging tonen aan dat de wereldwijde zeespiegels in het afgelopen decennium al met meer dan 10 cm zijn gestegen. Dr. Martin Wearing, ESA Digital Twin Earth Scientist en coördinator van de Polar Science Cluster, zei: “Deze nieuwe studie benadrukt het unieke vermogen van satellieten om zowel de temporele als de ruimtelijke dekking te bieden die nodig is om veranderingen in de poolgebieden te beoordelen. Met gegevens van Copernicus Sentinel-1 en ESA’s Earth Explorer CryoSat heeft het team de complexe evolutie van de ijsstroom in een deel van West-Antarctica in de afgelopen decennia onthuld. Het begrijpen van deze veranderende dynamiek en wat deze aanstuurt is cruciaal voor verbeterde projecties van toekomstige veranderingen in ijskappen en bijdragen aan zeespiegelstijging.”

Hoofdonderzoeker Dr. Heather L. Selley, die dit werk heeft uitgevoerd als Ph.D. onderzoeker aan de Universiteit van Leeds, zei: “Maar dit is de eerste bekende observatie van zijn soort—van ijsvervalsing die plaatsvindt op een ijskap over hedendaagse tijdschalen. In plaats van zich voor te doen over paleoklimaat tijdschalen—over eeuwen en millennia—heeft dit zich voorgedaan in minder dan twee decennia, wat betekent dat we een observatierecord van de verandering hebben.”

Ze voegde eraan toe: “Onze resultaten tonen aan dat er substantiële versnelling is in deze regio van Antarctica, die de hoogste geregistreerde dunnerings- en terugtrekking van de grondlijn heeft. Beide zijn belangrijke indicatoren van de stabiliteit van een ijskap en hebben dus implicaties voor het voorspellen van toekomstige zeespiegelveranderingen.”

Professor Anna Hogg, medeauteur van de studie en Professor van Aardobservatie aan de School of Earth and Environment in Leeds, zei: “De gegevens onthullen eerder ongeobserveerde interacties tussen de drijvende ijsplanken en de vaste ijskap die de toekomstige bijdrage aan de zeespiegel vanuit deze regio zullen beïnvloeden en mogelijk de massa verandering van de ijsplank en ijskap tijdens de 21e eeuw zullen beïnvloeden.”

Ze voegde eraan toe: “Hoe meer we begrijpen over de dynamiek van ijskappen, hoe beter we in staat zijn om toekomstige veranderingen zoals zeespiegelstijging te voorspellen, wat op zijn beurt kan helpen om klimaatadaptatiebeleid en plannen voor de toekomst te informeren.” Professor Hogg zei: “We ontdekken nog steeds processen die de ijskappen beïnvloeden en het is alleen dankzij satellietgegevens met hoge ruimtelijke resolutie en wekelijkse beelden dat we deze bevindingen hebben kunnen doen. Onze analyse van het gedrag van individuele ijsstromen en onze toevoeging van recentere observaties voegen meer detail toe aan ons begrip van de evolutie van de PSK-regio en de potentiële impact van klimaatverandering op grotere schaal.”

“Bijvoorbeeld, we moeten de verandering in de stroomrichting van ijs observeren, niet alleen de versnelling, om het volledige plaatje en de voortgang van veranderingen in de ijskappen vast te leggen. Hoe beter het begrip van deze processen, hoe beter we toekomstige veranderingen en de bijbehorende zeespiegelstijging kunnen projecteren.”