Temperatuur, zoutgehalte en andere gegevens tonen de chemie en het pad van warm water aan dat het ijs erodeert
Het autonome onderwatervoertuig Ran trokken in 2019 naar Thwaites op Antarctica om de eerste oceaantemperatuur, het zoutgehalte en andere gegevens van onder de drijvende ijsplaat te verzamelen. Deze gegevens helpen bij het identificeren van de bron en routes van warm water dat het ijs erodeert.
De tocht onder het ijs van een autonoom onderwatervoertuig levert wetenschappers hun eerste directe bewijs voor hoe en waar warme oceaanwateren bedreigen de stabiliteit van de kwetsbare Thwaites-gletsjer van Antarctica. Deze nieuwe gegevens zullen wetenschappers uiteindelijk helpen om het lot van de gletsjer nauwkeuriger te projecteren – hoe snel het smelt en zich landinwaarts terugtrekt, en hoe ver het kan zijn van een volledige ineenstorting, meldt het team op 9 april in Science Advances
“We weten dat er een zieke patiënt is, en hij kan ons niet vertellen waar hij pijn doet”, zegt Eric Rignot, een glacioloog aan de University of California, Irvine, die niet betrokken was bij de nieuwe studie. “Dus dit is de eerste diagnose.”
Wetenschappers hebben de Thwaites-gletsjer ter grootte van Florida al twee decennia met toenemende bezorgdheid bekeken. Satellietbeelden laten zien dat het zich sinds 2001 met een alarmerend tempo van gemiddeld 0,6 tot 0,8 kilometer per jaar terugtrekt, wat sommigen ertoe aanzette het de ‘dag des oordeels’ te noemen. Maar schattingen van hoe snel trekt de gletsjer zich terug, gebaseerd op computersimulaties, variëren sterk van plaats tot plaats op de gletsjer, rapporteerden Rignot en andere onderzoekers in Science Advances in 2019. Dergelijke onzekerheid is de grootste moeilijkheid als het gaat om toekomstige projecties van zeespiegelstijging (SN: 1/7/20
De voornaamste boosdoener voor de snelle terugtrekking van Thwaites en andere Antarctische gletsjers is bekend: relatief warme oceaanwateren sluipen onder de drijvende ijsplaten, de randen van de gletsjers die uitsteken in de oceaan (SN: 9/9/20 Dit water vreet weg aan de onderlaag van de ijsplaten, punten waar het ijs verankerd is aan de zeebodem die de rest van de gletsjer ondersteunen om niet in zee te glijden.
Wetenschappers hebben satellietgegevens gebruikt om in grote lijnen in kaart te brengen wat zich onder de Thwaites-ijsplaat bevindt. Drie diepe kanalen zijn uitgehouwen in de zeebodemslang onder een enorme met water gevulde holte van 120 kilometer breed. Maar zonder directe metingen van de chemie en de paden die het water neemt om de onderbuik van Thwaites te bereiken, was het onmogelijk om te weten waar het bedreigende water echt vandaan komt, hoe warm het is en waar het het ijs aanvalt, zegt Anna Wåhlin, een fysieke oceanograaf aan de Universiteit van Göteborg in Zweden.
In februari en maart 2019 hebben Wåhlin en haar collega’s de AUV gestuurd Ran om twee van de diepe kanalen te doorkruisen. De AUV zweefde ongeveer 50 meter boven de zeebodem en verzamelde de eerste directe metingen van temperatuur, zoutgehalte en zuurstofniveaus in het water. Aan de hand van die metingen kon het team de oorsprong traceren van verschillende percelen water die zich onder Thwaites vermengden.
Vanwege de chemische samenstelling kwam een deel van het warme water uit de naburige baai van Pine Island. “We waren erg verrast”, omdat Pine Island Bay voorheen niet werd beschouwd als een belangrijke speler in de toekomst van Thwaites, zegt Wåhlin. De watermassa daarvandaan bevond zich nabij de bodem van de holte, ongeveer 500 meter diep, en was zowel minder zout dan het omringende zeewater als enkele graden Celsius warmer dan het vriespunt. Dat is een onstabiele situatie, die waarschijnlijk turbulentie veroorzaakt en de kans op erosie van het ijs vergroot, zegt Wåhlin.
De vondst suggereert ook dat wat er gebeurt in Pine Island Bay niet noodzakelijk in Pine Island Bay blijft – en dat het lot van Thwaites mogelijk nauw verweven is met dat van de Pine Island-gletsjer, een andere snel smeltende ijsrivier, zegt Wåhlin. Samen zijn de twee gletsjers verantwoordelijk voor het grootste deel van het ijs en water dat Antarctica momenteel afgeeft. Maar terwijl Thwaites op sommige plaatsen nog steeds aan de zeebodem vastzit, waardoor hij langzamer in zee glijdt, is die onderbouwing al lang verdwenen voor Pine Island, zegt ze.
In april identificeerden wetenschappers drie omslagpunten voor de precaire Pine Island-gletsjer, drempels die het zou kunnen overschrijden als klimaatomstandigheden evolueren die zouden leiden tot fasen van snelle, onomkeerbare terugtrekking. De derde en laatste drempel, veroorzaakt door een stijging van ongeveer 1,2 graden Celsius in de temperatuur van het oceaanwater in vergelijking met de huidige oceaantemperaturen, zou de gletsjer tot volledige instorting drijven, ontdekte het team.
Een aanstaande expeditie die Wåhlin en anderen plannen voor januari 2022 zullen twee AUV’s gebruiken om veel verder de holte onder Thwaites te verkennen. Idealiter komt de AUVS enkele honderden kilometers dichter bij de kust, helemaal tot aan de aardingslijn, waar de basis van de gletsjer op het land rust.
“Dat is de sleutel langs de lijn”, zegt Rignot. Observeren hoe watermassa’s omgaan met de aardingslijn van de gletsjer, zal cruciaal zijn om de toekomst van de gletsjer te begrijpen, zegt hij. “Dat is de plek waar het smelten het grootste verschil maakt voor de stabiliteit van de gletsjer.”
En er is veel dat onderzoekers nog steeds niet weten over de enorme waterholte onder de Thwaites-ijsplaat, inclusief de precieze afmetingen en de beste plaatsen voor AUV’s om te verkennen, voegt hij eraan toe. “We staan nog maar aan het begin.”
