Doomsday-gletsjer op Antarctica kan binnenkort instorten: nieuw onderzoek

Een ding dat moeilijk te begrijpen is: klimaat crisis is dat grote veranderingen snel kunnen plaatsvinden. in 2019, ik was aan boord Nathaniel B. Palmer, een 308 meter hoog wetenschappelijk onderzoeksschip, vaart voor de Thwaites-gletsjer in Antarctica. Op een dag zeilden we op heldere zeeën voor een gletsjer. De volgende dag werden we omringd door ijsbergen ter grootte van vliegdekschepen.

Zoals we later uit satellietbeelden leerden, barstte binnen 48 uur of zo een mengsel van ijs van ongeveer 21 mijl breed en 15 mijl diep en verspreidde het zich in de zee.

Het was een schrikmoment. De Thwaites-gletsjer is zo groot als Florida. Het is de kurk van de hele West-Antarctische ijskap, die genoeg ijs bevat om de zeespiegel met 10 voet te laten stijgen. Het mengsel dat uiteenviel was geen onderdeel van de gletsjer zelf, maar eerder een mengsel van ijsbergen en zee-ijs dat ernaast bij elkaar bleef. Het idee dat het van de ene op de andere dag zou kunnen instorten, was echter een verrassende.

Het bleek dat het breken van het ijs waar ze getuige van was geen ongewone gebeurtenis was. Een paar weken geleden namen wetenschappers deel aan Internationale samenwerking Thwaites Glacier, een vijfjarig gezamenlijk onderzoeksprogramma van $ 25 miljoen tussen de Amerikaanse National Science Foundation en de Britse Natural Environment Research Council, presenteerden hun laatste onderzoek. Ze beschrijven de ontdekking van scheuren en spleten in de oostelijke Thwaites-ijsplaat en voorspelden dat de ijsplaat in minder dan vijf jaar zou kunnen barsten als een ingeslagen autoruit. “Het zal zich niet zo snel uitbreiden naar zee als ik het zag toen ik daar was”, vertelde Erin Pettit, een glacioloog aan de Oregon State University en een van de hoofdonderzoekers van ITGC, me. Maar het basisproces is hetzelfde. De ijsplaat is aan het desintegreren en zou in minder dan tien jaar kunnen verdwijnen.”

Gezien de aanhoudende oorlog voor de Amerikaanse democratie en de dodelijke tol van de Covid-pandemie, lijkt het verlies van een ijsplaat op een afgelegen, door pinguïns bewoond continent misschien niet veel nieuws. Maar in feite is de West-Antarctische ijskap een van de belangrijkste keerpunten in het klimaatsysteem van de aarde. Als de Thwaites-gletsjer instort, opent dit de deur voor de rest van de West-Antarctische ijskap om in zee te glijden. Wereldwijd leven 250 miljoen mensen binnen een straal van drie voet van vloedlijnen. Drie meter zeespiegelstijging zou een wereldomvattende catastrofe zijn. Het is niet alleen Miami, maar bijna elke laaggelegen kuststad ter wereld.

Maar het voorspellen van het uiteenvallen van de ijskap en de implicaties voor toekomstige zeespiegelstijging is vol onzekerheid. Eindelijk afhankelijk van verschillende emissiescenario’s Intergouvernementeel panel over klimaatverandering In het rapport zouden we tegen het einde van de eeuw slechts één voet zeespiegelstijging kunnen hebben, of ongeveer zes voet zeespiegelstijging (natuurlijk stopt de zeespiegelstijging niet in 2100, maar die datum is een gangbare norm). “Het verschil tussen deze [models] “Veel levens en geld”, zegt Richard Alley, een glacioloog aan de Penn State University en een van de grootste glaciologen van onze tijd. Alley voegt toe: “De meest waarschijnlijke plek om te creëren [the worst scenario] Thwaites. “

Of om het nog dwingender te zeggen: “Als er een klimaatcatastrofe is”, vertelde glacioloog Ian Howat uit Ohio me ooit, “zou het waarschijnlijk in Thwaites beginnen.”

Het probleem is dat het erg ingewikkeld is om te begrijpen wat er in Thwaites gebeurt. Zoals ik schreef in 2017:

Het probleem met Thwaites, een van de grootste gletsjers ter wereld, is dat het ook is wat wetenschappers een ‘drempelsysteem’ noemen. Dit betekent dat in plaats van langzaam te smelten als een ijsblokje op een zomerse dag, het meer een kaartenhuis is: het is stabiel totdat het wordt weggeduwd, dan stort het in.

Thwaites is heel anders dan andere grote gletsjers, zoals die in Groenland. Om te beginnen smelt het niet van bovenaf, vanwege de warmere luchttemperaturen. Het smelt van onderaf, vanwege het warmere oceaanwater dat zich aan de binnenkant voedt. Het belangrijkste is dat het terrein onder de West-Antarctische ijskap eigenaardig is. “Zie het als een gigantische soepkom gevuld met ijs”, vertelde Sridhar Anandakrishnan, een expert in poolglaciologie aan de Penn State University, me. In de kom-analogie ligt de rand van de gletsjer – de plaats waar de gletsjer het land verlaat en begint te drijven – op de rand van de kom, 300 voet of meer onder zeeniveau. Wetenschappers noemen deze lip de “baseline”. Onder de rand ligt het terrein honderden mijlen ver beneden een neerwaartse helling, helemaal tot aan de trans-Antarctische bergen die Oost- en West-Antarctica van elkaar scheiden. In het diepste deel van het bekken is het ijs ongeveer twee mijl dik.

Wat dit betekent is dat zodra warm water zich onder het ijs bevindt, het langs de helling van de kom kan stromen, waardoor het ijs van onderaf wordt verzwakt. Via een mechanisme dat ‘zee-ijsplaatinstabiliteit’ wordt genoemd, kun je krijgen wat neerkomt op een op hol geslagen ijskap die de wereldwijde zeespiegel heel, heel snel kan verhogen.

Daarom, toen ik schreef 2017 rollende rots een verhaal Over Thwaites, bijgenaamd “The Doomsday Glacier. (Naam blijft hangen – als je de zin nu in Google typt, krijg je een half miljoen resultaten.)

Hoe snel kan Thwaites in het ergste geval instorten? niemand weet het. De IPCC-gegevens zijn het beste bewijs van zeespiegelstijging voor de rest van deze eeuw, hoewel Alli me waarschuwt dat een zeespiegelstijging van twee meter tegen 2100 geldt als een Niet Het worstcasescenario.

“We kennen de bovengrens niet van hoe snel dat kan gebeuren”, zegt Alli. We hebben te maken met een gebeurtenis waarvan geen mens ooit getuige is geweest. We hebben hier geen tegenhanger van.”

In de afgelopen jaren hebben wetenschappers aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het begrijpen van de dynamiek van Thwaites. Tijdens onze cruise van 2019 ontdekten wetenschappers bassins op de zeebodem waardoor warm water onder de ijsplaat kon stromen. De wetenschappers brachten de onderkant van de gletsjer zelf in kaart, volgden fouten in de ijsplaat en identificeerden ankerpunten die de terugtrekking van het ijs zouden kunnen vertragen. De verandering was dramatisch: “De nettosnelheid van het ijsverlies van de Thwaites-gletsjer is meer dan zes keer zo hoog als in het begin van de jaren negentig”, zegt Rob Larter, een geofysicus bij de British Antarctic Survey die de hoofdwetenschapper was tijdens mijn reis naar Antarctica anno 2019.

Het recente nieuws over het instorten van de oostelijke ijsplaat van Thwaites in de komende vijf jaar kwam niet als een verrassing voor iedereen die de wetenschap op de voet volgt. Na de plotselinge desintegratie van larsen b IJsplateau In 2002 realiseerden wetenschappers zich dat Antarctica veel minder stabiel was dan velen dachten. De ontdekking van scheuren en spleten in Thwaites onderstreept nog eens hoe dynamisch de veranderingen al aan de gang zijn.

Voor alle duidelijkheid, er is een enorm verschil tussen een gletsjerplateau en de gletsjer zelf. Een ijsplaat is als een miniatuur die uit een gletsjer groeit en op de oceaan drijft. Omdat het echt drijft, draagt ​​het smelten op zich niet bij aan de zeespiegelstijging (net zoals wanneer je ijsblokjes in je glas smelt, ze het niveau van de vloeistof niet verhogen).

Maar ijsplaten zijn belangrijk omdat ze gletsjers ondersteunen. Net als de luchtbogen van de Notre Dame geven ze de muren ijzige stabiliteit. En als het breekt, kunnen de gletsjers aan land veel sneller de zee in stromen. En dat Doen Zeespiegelstijging.

Als Thwaites binnen vijf jaar een aanzienlijk deel van hun ijsplaat verliest, is dat een groot probleem.

Maar zelfs als een groot deel van de ijsplaat verbrijzelt, is er veel onbekende complexiteit in hoe het gebeurde. “De eerste vraag is: als de ijsplaat blijft breken, gaat dan de hele ijsplaat verloren, of blijft er een korte ijsplaat over, in ieder geval op sommige plaatsen?” Richard Allie Russel. “Bijna alle ijsplaten ondersteunen en genereren wrijving die niet-drijvend ijs belemmert, dus het verlies van een deel, het grootste deel of de hele ijsplaat zal de stroom van niet-drijvend ijs in de oceaan vergroten. Maar de belangrijkste ondersteuningen hebben de neiging om verschijnen in de buurt van het aardingsgebied, dus als de linker ijsplaat kort is, kan deze nog steeds belangrijke ondersteuning bieden, en de stroomversnelling en het losraken zou minder zijn dan bij een volledige ijsplaat een verlies zou zijn.”

Hier zie je het probleem. Zelfs het voorspellen hoe scheuren in de ijsplaat de gletsjerstroom zullen beïnvloeden, is moeilijk in te schatten.

En dit is slechts een van de onzekerheden waarmee wetenschappers worden geconfronteerd wanneer ze proberen te voorspellen of Miami in 2100 al dan niet onder water zal zijn. Er is meer onzekerheid over waar en wanneer het ijs breekt, en hoeveel warmer water onder de gletsjer zal worden geduwd. Door veranderende winden en oceaanstromingen zal de aard van de gletsjerbodem het afglijden van de gletsjer in zee versnellen of vertragen. Of het bed nu keihard of zelfs modderig is, kan een enorme impact hebben op de snelheid van een gletsjer, net zoals de textuur van de sneeuw de snelheid van het skiën van een berg beïnvloedt. “Ice leeft”, zegt Pettitt. “Het beweegt, stroomt en breekt op manieren die moeilijk te voorspellen zijn.”

Paradoxaal genoeg, hoe meer geleerden leren over wat er in Thwaites gebeurt, hoe meer meer contrast Word de nieuwste klimaatmodellen over zijn toekomst. Overweeg de resultaten van twee modellen van vooraanstaande wetenschappers die naast elkaar zijn gepubliceerd in de natuur temperen eerder dit jaar. Eén model suggereert dat Thwaites redelijk stabiel blijft totdat de temperatuur boven de 2 ° C stijgt. Dan stort alles in. Thwaites begint in zee te vallen als een rij dominostenen die van de tafel worden geduwd en neemt al snel de rest van de West-Antarctische ijskap met zich mee. En als de crash eenmaal begint, zal het volgens dit model onmogelijk zijn om te stoppen – althans op een menselijke tijdschaal. Binnen een eeuw of zo kan de wereldwijde zeespiegel wel 3 meter stijgen, waardoor Zuid-Florida, Bangladesh en vele andere laaggelegen delen van de wereld mogelijk onder water komen te staan.

In het andere model verschilt de wereldwijde zeespiegelstijging slechts 10 cm tussen een wereldwijde temperatuurstijging van 1,5°C en een temperatuurstijging van 3°C (wat iets hoger is dan waar we naar op weg zijn in de huidige emissiescenario’s). Veel daarvan komt van het toegenomen smelten in Groenland en berggletsjers. Voor Antarctica zegt de krant expliciet: “Er is geen duidelijke afhankelijkheid van het emissiescenario voor Antarctica.”

Dus wat doen we met dit alles?

“Het huidige verschil tussen de voorspellingen van het model is eigenlijk een goed teken, omdat het betekent dat wetenschappers naar verschillende parameters, representaties van processen en hypothesen kijken”, Hij schrijft Jeremy Pacis, een geofysicus aan de Universiteit van Michigan. Pacis stelt voor niet zozeer te focussen op onzekerheid op de lange termijn en in plaats daarvan te benadrukken wat wetenschappers weten over de komende decennia. “De vaardigheid van modellen in het voorspellen van zeespiegelveranderingen op decadale tijdschalen is hoog, en we hebben al bruikbare projecties op deze tijdschalen. We moeten dit feit bevestigen in discussies met leden van de gemeenschap, belanghebbenden en besluitvormers, zodat ze vooruit kunnen gaan met belangrijke aanpassingsplanning en mitigeren.”

Maar op de lange termijn is het niet duidelijk of de dynamiek van het instorten van de ijskap in Thwaites kan worden gestopt. Zoals ijswetenschapper Eric Regno Zet het in 2015, op Antarctica: “De lont is doorgebrand.” Zelfs als we de CO2-uitstoot morgen terugbrengen tot nul, zal warm water nog tientallen jaren onder de ijskap blijven stromen, het ijs destabiliserend en de gletsjer naar de uiteindelijke ineenstorting duwen. Dit betekent niet dat het terugdringen van koolstofvervuiling tot nul geen belangrijk doel is – niets is eigenlijk belangrijker of urgenter. “We hebben misschien een kleine veiligheidsmarge op Antarctica, maar geen enorme marge”, zegt Alli. Zelfs als de zekering is aan het zijn Het snel verminderen van de uitstoot zou de hele zaak kunnen vertragen tot een kloof van 1000 jaar die ons meer tijd geeft om ons aan te passen. Op de een of andere manier is onze toekomst in ijs geschreven.

Bijdragende redacteur Jeff Goodell heeft uitgebreid geschreven over Doomsday Glacier. U kunt luisteren naar een audioverslag van zijn reis naar Thwaites hier.