Hızlı erime, Thwaites Buzulu’ndaki hassas çatlakları aşındırıyor

Antarktika’nın en savunmasız iklim sıcak noktası, uzak ve düşmanca bir yer – yarım kilometreden daha kalın bir yüzen buz kütlesinin altında, dar bir deniz suyu şeridi. Bilim adamları nihayet onu araştırdılar ve şaşırtıcı bir şey ortaya çıkardılar.

Bu kuytuya dar bir delik açan ekibin bir parçası olan ve Cambridge’deki British Antarktika Araştırması’nda okyanusbilimci olan Peter Davis, “Okyanusun ne kadar sıcak olduğu göz önüne alındığında, erime hızı düşündüğümüzden çok daha zayıf,” diyor. içine enstrümanlar. Bulgu iyi bir haber gibi görünebilir – ama öyle değil, diyor. “Düşük erime hızlarına rağmen, buz yenilendiğinden daha hızlı kaybolduğundan, hâlâ hızlı bir geri çekilme görüyoruz”.

Davis ve yaklaşık 20 diğer bilim insanı, bu araştırmayı, Batı Antarktika kıyı şeridinden akan yaklaşık 120 kilometre genişliğinde devasa bir buz taşıma bandı olan Thwaites Buzulu’nda yürüttü. Uydu ölçümleri, Thwaites’in son birkaç bin yıldaki herhangi bir zamandan daha hızlı buz kaybettiğini gösteriyor (SN: 6/9/22). 2000 yılından bu yana okyanusa akışını en az yüzde 30 hızlandırdı ve 1.000 kilometreküpten fazla buzu kanayarak Antarktika’nın tamamından kaybedilen buzun kabaca yarısını oluşturuyor.

Mevcut buz kaybının çoğu, buzun yatağından kalktığı ve yüzdüğü sondaj noktasında, deniz seviyesinin yaklaşık 500 metre altındaki çok önemli dayanak noktası olan topraklama bölgesinde buzulu istikrarsızlaştıran ılık, tuzlu okyanus akıntılarından kaynaklanmaktadır (SN : 4/9/21).

Şimdi, karaya oturma bölgesinin yakınındaki buzulun karnına bu ilk bakış, okyanusun ona daha önce bilinmeyen ve rahatsız edici şekillerde saldırdığını gösteriyor.

Araştırmacılar, uzaktan kumandalı bir aracı veya ROV’u sondaj deliğinden aşağıya ve aşağıdaki suya gönderdiklerinde, erimenin çoğunun buzulun zaten mekanik stres altında olduğu yerlerde – bazal yarıklar olarak adlandırılan büyük çatlaklarda yoğunlaştığını keşfettiler. Bu açıklıklar buzun alt tarafını keser.

Araştırmacılar, 15 Şubat’ta Nature’da yayınlanan iki makalede, bu zayıf noktalardaki küçük bir erime bile buzul üzerinde orantısız derecede büyük miktarda yapısal hasara neden olabilir.

Colorado Boulder Üniversitesi’nde buzulbilimci olan ve ekibin bir parçası olmayan Ted Scambos, bu sonuçların “biraz şaşırtıcı” olduğunu söylüyor. Thwaitler ve diğer buzullar çoğunlukla uydularla izleniyor, bu da incelmenin ve erimenin buzun altında eşit şekilde gerçekleştiği izlenimini veriyor.

İnsan kaynaklı iklim değişikliği nedeniyle dünya ısınmaya devam ederken, küçülen buzulun kendisi, küresel deniz seviyesini yüzyıllar boyunca 65 santimetre yükseltme potansiyeline sahip. Çökmesi, Batı Antarktika Buz Levhasının geri kalanını da istikrarsızlaştıracak ve nihai olarak üç metrelik küresel deniz seviyesinin yükselmesini tetikleyecektir.

Scambos, bu yeni sonuçlarla, “modelleme için önemli olacak süreçleri çok daha ayrıntılı olarak görüyoruz” diyor, buzulun gelecekteki ısınmaya nasıl tepki verdiğini ve deniz seviyesinin ne kadar hızlı yükseleceğini.

Soğuk, ince bir tabaka, Thwaites Buzulu’nun alt tarafının bazı kısımlarını koruyor

Scambos, basitçe bu gözlemleri elde etmenin “bir tür ay çekimi, hatta bir Mars çekimi gibi” olduğunu söylüyor. Thwaites, Batı Antarktika Buz Levhasının çoğu gibi, deniz seviyesinden yüzlerce metre aşağıda olan bir yatağın üzerinde duruyor. Buzulun buz rafı adı verilen yüzen cephesi, okyanusa doğru 15 kilometre uzanıyor ve bu noktayı insanlar için neredeyse tamamen erişilemez hale getiren bir buz çatısı oluşturuyor. Antarktika’da “Bu, keşfin zirvesini temsil edebilir” diyor.

Bu yeni sonuçlar, Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilim Vakfı ve Birleşik Krallık Doğal Çevre Araştırma Konseyi tarafından yürütülen 50 milyon dolarlık bir çabadan (Uluslararası Thwaites Glacier İşbirliği) kaynaklanmaktadır. Bu işbirliği tarafından finanse edilen sekiz kişiden biri olan araştırma ekibi, 2019’un son günlerinde Thwaites’in karlı, düz genişliğine indi.

Araştırmacılar, bir basketbol topu büyüklüğündeki dar bir deliği 500 metreden fazla buzun içinden eritmek için sıcak su matkabı kullandılar. Buzun altında sadece 54 metre kalınlığında bir su sütunu vardı.

Davis ve meslektaşları bu suyun sıcaklığını ve tuzluluğunu ölçtüğünde, çoğunun donma noktasının yaklaşık 2 santigrat derece üzerinde olduğunu buldular – potansiyel olarak yılda 20 ila 40 metre buzu eritecek kadar sıcak. Ancak araştırmacıların Nature gazetelerinden birinde bildirdiğine göre, buzun alt tarafı yılda sadece 5 metre hızla eriyor gibi görünüyor. Ekip, tuzlu olan deniz suyunun taze olan buzul erime suyuna oranını ortaya çıkaran suyun tuzluluğuna dayalı olarak erime oranını hesapladı.

Bu yavaş erimenin nedeni hemen ortaya çıktı: Buzun hemen altında, erimiş buzdan türetilen, yalnızca 2 metre kalınlığında, soğuk, yüzen bir su tabakası vardı. Davis, “Buz tabanında çok daha taze su birikiyor” diyor ve bu soğuk katman, buzu aşağıdaki daha sıcak sudan koruyor.

Bu ölçümler, sondaj deliğinde bir anlık görüntü sağladı. Delik açıldıktan birkaç gün sonra araştırmacılar, buzun altındaki haritalanmamış okyanus boşluğunu daha geniş bir şekilde keşfetmeye başladılar.

İşçiler ince, sarı ve siyah bir silindiri vinçle sondaj deliğinden aşağı çektiler. Icefin adı verilen bu ROV, Cornell Üniversitesi’nde bir buzulbilimci olan Britney Schmidt liderliğindeki bir mühendis ekibi tarafından son yedi yılda geliştirildi.

Okyanus akıntılarını ve Thwaites Buzulu’nun altındaki buz erime oranlarını ölçmek için Icefin adlı uzaktan kumandalı bir araç, 500 metreden fazla buzun içinden geçerek bir sondaj deliğine indirildi.Icefin/ITGC/Schmidt

Schmidt ve ekibi, aracı bir PlayStation 4 kontrol cihazının düğmelerine hafifçe dürterek yönlendirirken, araçları izleyerek yakındaki bir çadırdan uçağa pilotluk yaptı. Pürüzsüz, ayna benzeri buz tavanı bir bilgisayar monitöründe sessizce kayarak geçti – canlı video beslemesi 3½ kilometrelik fiber optik kablodan aktarılıyordu.

Schmidt, Icefin’i sondaj deliğinin yaklaşık 1,6 kilometre yukarısına yönlendirirken, su sütunu, buzu aşağıdaki deniz tabanından bir metreden daha az su ayırana kadar kademeli olarak azaldı. Birkaç balık ve amfipod adı verilen karides benzeri kabuklular, normalde çorak olan çakıl yığınları arasında uçuşuyordu.

Schmidt, deniz tabanının bu yeni bölümünün – buzun incelmesi, yükselmesi ve kademeli olarak iç kısımlara doğru yüzmesiyle ortaya çıktığını – “bir yıldan az bir süredir” açığa çıktığını söylüyor.

Ara sıra, Icefin buzlu tavandaki karanlık, açık bir yarığın, bir taban yarığının yanından hızla geçiyordu. Schmidt aracı, genellikle 100 metreden geniş olan bu boşluklardan birkaçına yönlendirdi ve orada çarpıcı bir şey gördü.

Thwaites’in karın altının erimesi, derin yarıklarda yoğunlaşmıştır.

Çatlakların dikey duvarları pürüzsüz olmaktan çok taraklıydı, bu da düz buzlu tavanınkinden daha yüksek bir erime hızına işaret ediyor. Ve bu yerlerde, ışık şiddetli bir şekilde dönen tuzlu su ve tatlı su girdapları arasından kırıldığından video bulanıklaştı. Bilim adamları, ılık okyanus suyunun ve soğuk erimiş suyun çalkantılı girdabının buzu yalıtan soğuk tabakayı kırdığını, ılık, tuzlu suyu onunla temasa geçirdiğini düşünüyor.

Schmidt’in ekibi, araştırmacıların ikinci Nature makalesinde bildirdiğine göre, yarık duvarlarının yılda 43 metreye varan oranlarda eridiğini hesapladı. Araştırmacılar ayrıca, buzun seviye tavanının kısa, dik bölümlerle noktalandığı başka yerlerde de hızlı erime buldular.

Daha büyük türbülans ve daha yüksek eriyik, yarıklardaki okyanus akıntılarının da etkisiyle ortaya çıkıyor. Schmidt, Icefin’i bir yarığa doğru her yönlendirdiğinde, ROV, sanki yarık baş aşağı bir hendekmiş gibi içinden akan su akıntılarını tespit etti. Bu akıntılar, yarıkların dışındaki akıntılardan iki kat daha hızlı hareket etti.

Schmidt’in Cornell’deki ekibinden bir deniz bilimci olan Peter Washam, erimenin yarıklarda yoğunlaştığı gerçeğinin çok büyük sonuçları olduğunu söylüyor: “Okyanus bu özellikleri daha hızlı eriterek genişletiyor.”

Bu, bu çatlaklardan bazılarının buzun içinde yüzlerce metre yukarıya, en tepeden kırılana kadar yayıldığı ve sürüklenen bir buzdağının buzağılandığı, yıllarca süren süreci büyük ölçüde hızlandırabilir. Bir denizaltı dağına baskı yapan ve arkasındaki buzu destekleyen yüzen buz rafının tahmin edilenden daha hızlı parçalanmasına neden olabilir. Bu da buzulun okyanusa daha hızlı buz dökmesine neden olabilir (SN: 12/13/21). Washam, “Buzun stabilitesi üzerinde bir etkisi olacak” diyor.

Icefin adlı uzaktan kumandalı bir araç tarafından çekilen bu video, Thwaites Buzulu’nun Batı Antarktika kıyı şeridinden aktığı alt tarafını gösteriyor. Buzun yatay bölümleri pürüzsüzdür ve yavaş erimeyi gösterir. Ancak dik buz yüzeylerinde – özellikle buzdaki derin çatlakların duvarları boyunca – yüzeyler taraklıdır, bu da sıcak, tuzlu okyanus suyu ile soğuk, taze erimiş suyun türbülanslı girdabından kaynaklanan çok daha yüksek bir erime oranını düşündürür. Bu iki yüzey arasındaki farkın bir örneği, videoda 0:11’den 0:13’e kadar açıkça görülebilir; Icefin, düz bir yatay yüzeyle kesişen fistolu bir dikey yüzey yakalar.

NASA’nın Kaliforniya, Pasadena’daki Jet Tahrik Laboratuvarı’nda bir buzulbilimci olan ve buzuldaki değişikliklerin uydu ölçümlerini sağlayarak ekibe yardımcı olan Eric Rignot, bu yeni verilerin bilim adamlarının Thwaites ve diğer Antarktika buzullarının gelecekteki geri çekilmelerini tahmin etme becerilerini geliştireceğini söylüyor. . “Gözleyene kadar bu bölgelerde su yapısının nasıl görünebileceğini tahmin edemezsiniz” diyor.

Ancak Thwaites’i ve dünya ısınmaya devam ettikçe bunun nasıl daha fazla değişeceğini tam olarak anlamak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç var. Buzul, yan yana hızlı hareket eden iki buz şeridinden oluşuyor – biri yılda 3 kilometre, diğeri yılda yaklaşık 1 kilometre hareket ediyor. Ekip, güvenlik endişeleri nedeniyle daha yavaş olan şeride gitti – ki bu hala son derece zorluydu. Rignot, bilim adamlarının eninde sonunda üst yüzeyi yarıklarla çatlamış olan hızlı şeridi ziyaret etmeleri gerektiğini söylüyor – bu da uçak indirmeyi ve saha kamplarını çalıştırmayı daha da zorlaştırıyor.

Bugün bildirilen araştırma, “çok önemli bir adım, ancak bunu ikinci bir adımın takip etmesi gerekiyor” diyor, buzulun hızlı şeridinin araştırılması. “Ne kadar zor olduğu önemli değil.”