De snabbt smältande ishyllorna i Antarktis kan leda till att den globala havsnivån stiger betydligt snabbare än väntat

Den globala havsnivån kan stiga snabbare än vad man tidigare trott, visar en ny studie i Nature Communications. Anledningen är att de uppvärmda haven tycks smälta Antarktis ishyllor underifrån i en mycket snabbare takt än väntat.

Ishyllor, som är förlängningar av gigantiska glaciärer som flyter på vattenytan, fungerar som stödpelare som bromsar flödet av gigaton is ut i havet. Nu har forskare i Norge upptäckt att långa, kanalliknande spår på undersidan av dessa ishyllor kan fånga upp relativt varmt havsvatten. Detta ökar den lokala smältningen kraftigt.

Studien har globala konsekvenser. Om Antarktis ishyllor blir tunnare och svagare kan isens nedåtgående färd bakom dem accelerera, vilket påskyndar processen där enorma mängder is rinner ut i havet och får havsnivåerna världen över att stiga mycket snabbare än vad som för närvarande förutses.

Denna dynamik har redan observerats på andra håll i Antarktis. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) har flaggat instabiliteten hos polära ishyllor som en viktig men dåligt förstådd riskfaktor som kan leda till en havsnivåhöjning som är betydligt snabbare och allvarligare än vad de flesta aktuella modeller förutspår.

Antarktis ishylla. Bild: Sebastien Moreau NPI

Hur formen på en ishyllas botten påverkar vattentemperaturen

Med Fimbulisen-ishyllan i Östantarktis som fallstudie fann teamet att formen på ishyllans botten kan starkt påverka hur havsvattnet rör sig under den. Där undersidan är kanaliserad kan cirkulationen skapa små omvändningsceller som håller varmare vatten på plats under isen istället för att låta det passera snabbt.

I dessa kanaler kan smältningshastigheten lokalt öka med ungefär en storleksordning. Enkelt uttryckt bidrar ishyllans geometri till att avgöra vart havsvärmen tar vägen och hur förstörande den värmen blir.

”Vi fann att formen på ishyllans undersida inte bara är en passiv egenskap. Den kan aktivt fånga upp havsvärme på just de platser där extra smältning har störst betydelse”, förklarar huvudförfattaren Tore Hattermann från iC3 Polar Research Hub i Tromsø, Norge.

Fimbulisen-isshelfen ligger i Östantarktis, en region som är kallare och därför vanligtvis ses som mindre omedelbart hotad än resten av kontinenten.

”Vi observerade under Fimbulisen-isshelfen att även små mängder varmare vatten kan öka smältningen avsevärt i kanalerna”, säger Tore Hattermann. ”Som ett resultat kan kanalerna växa och, i värsta fall, försvaga stabiliteten hos hela isshelfen.”

Qin Zhou, som var med och ledde studien, tillägger: ”Det som är slående är att även måttliga inflöden av varmare djupvatten kan ha en stor effekt när ishyllans botten är kanaliserad. Det innebär att vissa ishyllor som forskare vanligtvis betraktar som kalla kan vara mer ömtåliga än väntat.”

Forskningsläger på en ishylla i Antarktis. Bild: Tore Hattermann NPI

Jämförelse av kartlagda resultat

För att komma fram till dessa slutsatser kombinerade forskarna en detaljerad karta över ishyllans undersida med en högupplöst modell av havshåligheten under Fimbulisen.

De jämförde fall med en jämnare isbas och en mer realistisk kanaliserad bas, under både kallare och något varmare havsförhållanden. Detta gjorde det möjligt för dem att isolera kanalernas effekt på vattenflöde, blandning och smältning.

Studien byggde också på tidigare fältobservationer från regionen, vilket visar värdet av att kombinera långsiktiga mätningar med modellering som kan avbilda små detaljer under isen. Tore Hattermann har själv tillbringat hundratals dagar i läger på Antarktis ishyllor.

Källa: Julien Witwicky NPI

Konsekvenser för klimatmodeller

De vidare konsekvenserna är allvarliga. Snabbare smältning inuti kanalerna kan göra att dessa kanaler blir djupare och bredare, vilket orsakar ojämn uttunning i den djupare delen av ishyllan. Det kan minska hyllans strukturella hållfasthet och försvaga dess förmåga att hålla tillbaka de glaciärer som matar den.

”Nuvarande klimatmodeller fångar inte upp denna effekt”, varnar Tore Hattermann. ”Det innebär att de riskerar att underskatta känsligheten hos de ’kalla’ ishyllorna längs Östantarktis kustlinje för små förändringar eller uppvärmning i kustvattnen. Sådana förändringar har redan observerats och förväntas öka i framtiden.”

Detta är viktigt för vetenskapen, eftersom is- och klimatmodellerna behöver fånga upp dessa småskaliga särdrag på ett mer realistiskt sätt. Det är viktigt även för politiken, eftersom beslut om kustplanering och anpassning är beroende av trovärdiga prognoser för havsnivåhöjningen. Och det är viktigt ur ekologisk synvinkel, eftersom förändringar i tillförseln av smältvatten kan påverka havscirkulationen och de marina ekosystemen runt Antarktis.