Schmelzwasser dringt durch Millionen von Haarrissen in den grönländischen Eisschild ein und destabilisiert seine Struktur

Ich schreite am steilen Ufer eines reißenden Wildbachs entlang, und obwohl die Schlucht nur etwa die Breite einer Autobahn hat, ist die Strömung des Flusses größer als die der Londoner Themse.Das ohrenbetäubende Rauschen und Grollen des herabstürzenden Wassers ist unglaublich – eine demütigende Erinnerung an die rohe Kraft der Natur.

Als ich um die Ecke biege, erlebe ich voller Ehrfurcht einen völlig surrealen Anblick:Im Flussbett hat sich ein klaffender Spalt geöffnet, der das Wasser in einem gewaltigen Strudel verschluckt und riesige Gischtschwaden aufwirbelt.Das mag wie eine computergenerierte Szene aus einem Blockbuster-Actionfilm klingen – aber es ist real.

Direkt vor mir bildet sich auf dem grönländischen Eisschild eine Gletschermühle.Nur sollte dies hier wirklich nicht passieren – das derzeitige wissenschaftliche Verständnis trägt dieser Realität nicht Rechnung.

Als Glaziologe, Ich habe 35 Jahre lang untersucht, wie sich Schmelzwasser auf die Strömung und Stabilität von Gletschern und Eisschilden auswirkt.

Dieses klaffende Loch, das sich an der Oberfläche öffnet, ist lediglich der Anfang der Reise des Schmelzwassers durch die Eingeweide der Eisdecke.Während es in die Mühlen fließt, ist es bohrt ein komplexes Tunnelnetz durch die Eisdecke die sich viele Hundert Meter in die Tiefe erstrecken, bis hin zum Eisschildbett.

Wenn es den Grund erreicht, dekantiert das Schmelzwasser in das subglaziale Entwässerungssystem der Eisdecke – ähnlich einem städtischen Regenwassernetz, das sich jedoch ständig weiterentwickelt und verstärkt.Es transportiert das Schmelzwasser zu den Eisrändern und landet schließlich im Ozean, mit erheblichen Folgen für die Thermodynamik und Strömung des darüber liegenden Eisschildes.

Szenen wie diese und neue Forschung Einblicke in die Mechanik des Eisschildes stellen das traditionelle Denken über das, was innerhalb und unter dem Eisschild geschieht, in Frage, wo Beobachtungen äußerst anspruchsvoll sind, aber schwerwiegende Auswirkungen haben.Sie legen nahe, dass die verbleibenden Eisschilde der Erde in Grönland und der Antarktis weitaus anfälliger für die Klimaerwärmung sind, als Modelle vorhersagen, und dass die Eisschichten können von innen heraus destabilisiert werden.

Dies ist eine bevorstehende Tragödie für die eine halbe Milliarde Menschen die gefährdete Küstenregionen bevölkern, da die Eisschilde Grönlands und der Antarktis praktisch riesige gefrorene Süßwasserreservoirs sind, die sich verschließen über 65 Meter (über 200 Fuß) des entsprechenden Anstiegs des globalen Meeresspiegels.Seit den 1990er Jahren beschleunigt sich ihr Massenverlust und wird sowohl zum Hauptverursacher als auch zum Joker für den künftigen Anstieg des Meeresspiegels.

Wie schmale Risse zu klaffenden Schlunden im Eis werden

Moulins sind nahezu vertikale Kanäle, die jeden Sommer das von der Eisoberfläche abfließende Schmelzwasser auffangen und leiten.In ganz Grönland gibt es viele Tausende, und sie können aufgrund der Dicke des Eises in Verbindung mit den außergewöhnlich hohen Schmelzraten an der Oberfläche beeindruckende Größen erreichen.Diese klaffenden Abgründe können an der Oberfläche so groß sein wie Tennisplätze, mit im Eis darunter verborgenen Kammern, die Kathedralen verschlucken könnten.

Aber diese neue Mühle, die ich gesehen habe, ist wirklich weit entfernt von irgendwelchen Gletscherspaltenfeldern und Schmelzseen, deren Entstehung nach aktuellem wissenschaftlichen Kenntnisstand vorgeschrieben ist.

In einem neues Papier, Dave Chandler und ich zeige, dass Eisplatten mit Millionen winziger Haarrisse übersät sind, die durch das Schmelzwasser der Flüsse und Bäche, die sie durchschneiden, aufgerissen werden.

Da Gletschereis an der Oberfläche so spröde ist, sind solche Risse in den Schmelzzonen aller Gletscher, Eisschilde und Eisschelfs allgegenwärtig.Da sie jedoch so klein sind, können sie von der Satellitenfernerkundung nicht entdeckt werden.

Unter den meisten Bedingungen stellen wir fest, dass ein durch einen Bach gespeister Hydrofrakturaufbau wie dieser dem Wasser ermöglicht, Hunderte von Metern in die Tiefe einzudringen, bevor es zufriert, ohne dass der Riss notwendigerweise bis zum Bett vordringt und eine vollwertige Mühle bildet.Aber selbst diese teilweise tiefen Hydrofrakturen haben erhebliche Auswirkungen auf die Stabilität der Eisdecke.

Wenn das Wasser eindringt, beschädigt es die Struktur des Eisschildes und gibt seine latente Wärme ab.Das Eisgewebe erwärmt sich und wird weicher und fließt und schmilzt daher schneller, genau wie erwärmtes Kerzenwachs.

Die durch Strömungen angetriebenen Hydrofrakturen beschädigen das Eis mechanisch und übertragen Wärme in die Eingeweide des Eisschildes, wodurch es von innen destabilisiert wird.Letztendlich werden die innere Struktur und die strukturelle Integrität der Eisschilde anfälliger für die Klimaerwärmung.

Neue Prozesse, die den Eisverlust beschleunigen

In den letzten zwei Jahrzehnten, in denen Wissenschaftler das Schmelzen und Fließen des Eisschildes ernsthaft verfolgt haben, kam es zu Schmelzereignissen häufiger und intensiver als Die globalen Temperaturen steigen – noch verschärft durch Die Erwärmung der Arktis beträgt fast das Vierfache des globalen Mittels.

Außerdem fließt die Eisdecke und Eisberge kalben viel schneller.Es hat etwa verloren 270 Milliarden Tonnen Eis pro Jahr seit 2002:mehr als anderthalb Zentimeter (einen halben Zoll) des weltweiten Anstiegs des Meeresspiegels verursacht.Grönland trägt derzeit durchschnittlich etwa 1 Millimeter (0,04 Zoll) zum Meeresspiegelhaushalt pro Jahr bei.

Eine Studie aus dem Jahr 2022 ergab, dass selbst wenn die Erwärmung der Atmosphäre jetzt aufhören würde, mindestens 27 Zentimeter – fast 1 Fuß – Meeresspiegelanstieg ist aufgrund des Ungleichgewichts Grönlands mit dem Klima der letzten zwei Jahrzehnte unvermeidlich.

Es ist von entscheidender Bedeutung, die bevorstehenden Risiken zu verstehen.Die aktuelle Generation von Eisschildmodellen, mit denen beurteilt wird, wie Grönland und die Antarktis in Zukunft auf die Erwärmung reagieren werden, berücksichtigt jedoch nicht die Verstärkungsprozesse, die entdeckt werden.Das bedeutet, dass die Schätzungen der Modelle zum Anstieg des Meeresspiegels, die als Grundlage für Berichte des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen (IPCC) und politische Entscheidungsträger weltweit dienen, konservativ sind und die Geschwindigkeit des globalen Meeresspiegelanstiegs in einer sich erwärmenden Welt niedrig ansetzen.

Unsere neue Entdeckung ist nur die neueste.Aktuelle Studien haben gezeigt, dass:

• Erwärmende Meeresströmungen dringen in das Meer ein Antarktis Und Grönland Küstenlinien, die unter dem fließen Eisschelfs Auslassgletscher zu untergraben und ihre Kalbefronten destabilisieren.

• Zunehmende Niederschläge auf dem grönländischen Eisschild verringern nicht nur die Schneeansammlung, sondern auch die Schneemenge beschleunigt das Schmelzen der Oberfläche und den Eisfluss.

• Algen und Mikroben, zusammen mit oberflächliche Schneedecke schmilzt, verdunkeln die Eisschildoberfläche und absorbieren mehr Sonnenstrahlung beschleunigt auch die Eisschmelze.

• Überlagerte Eisplatten innerhalb der Schneedecke Überall in der Akkumulationszone bilden sich Ablagerungen, die eine undurchlässige Barriere bilden, die die Schmelzwasserretention verringert und zu außergewöhnlichem Abfluss führt.

• Wasser an der Basis des Eisschildes taut auf und Erweicht das gefrorene Bett und löst dadurch ein Basalrutschen aus Und Beschleunigung der inneren Eisschichtströmung bis an die Ränder.

In den letzten Monaten wurden auch in anderen Arbeiten bisher unbekannte Rückkopplungsprozesse unter Eisschilden beschrieben, die Computermodelle derzeit nicht berücksichtigen können.Oftmals finden diese Prozesse in einem zu kleinen Maßstab statt, als dass Modelle sie erfassen könnten, oder die vereinfachte Physik des Modells führt dazu, dass die Prozesse selbst nicht erfasst werden können.

Zwei solcher Studien identifizieren unabhängig voneinander verstärktes U-Boot-Schmelzen an der Grundlinie in Grönland Und Antarktis, wo große Auslassgletscher und Eisströme ins Meer münden und beginnen, sich als schwimmende Eisschelfs von ihrem Bett abzuheben.Diese Prozesse beschleunigen die Reaktion des Eisschildes auf den Klimawandel erheblich und könnten im Fall Grönlands möglicherweise den zukünftigen Massenverlust verdoppeln Beitrag zum Anstieg des Meeresspiegels.

Aktuelle Klimamodelle verharmlosen die Risiken

Zusammen mit anderen Angewandte Glaziologen, “Strukturiertes Expertenurteil” und a wenige ehrliche Modellbauer, Ich behaupte, dass die derzeitige Generation von Eisschildmodellen, die zur Information des IPCC verwendet werden, die abrupten Veränderungen, die in Grönland und der Antarktis beobachtet werden, oder die bevorstehenden Risiken nicht erfassen.

Eisschildmodelle berücksichtigen diese aufkommenden Rückkopplungen nicht und reagieren über Jahrtausende auf starke Erwärmungsstörungen, was zu schleppenden Meeresspiegelvorhersagen führt, die politische Entscheidungsträger in ein falsches Sicherheitsgefühl wiegen.Wir haben seit den ersten IPCC-Berichten Anfang der 1990er Jahre, in denen die polaren Eisschilde als völlig statische Einheiten behandelt wurden, einen langen Weg zurückgelegt, aber wir sind immer noch nicht in der Lage, die Realität zu erfassen.

Als engagierter Feldwissenschaftler bin ich mir sehr bewusst, wie privilegiert ich bin, in dieser erhabenen Umgebung zu arbeiten, in der das, was ich beobachte, inspiriert und demütigt.Aber es erfüllt mich auch mit Vorahnungen für unsere tief gelegenen Küstenregionen und was auf sie zukommt Etwa 10 % der Weltbevölkerung das lebt in ihnen.