Satelit mengungkapkan ‘pencairan kuat’ di bawah Gletser Thwaites di Antartika

Data radar satelit menunjukkan intrusi air laut yang signifikan di bawah Antartika Gletser ThwaitesHal ini menyebabkan es naik dan turun.

Dengan menggunakan data radar satelit resolusi tinggi, tim ahli glasiologi yang dipimpin oleh peneliti di Universitas California, Irvine, telah menemukan bukti air laut hangat bertekanan tinggi merembes beberapa kilometer di bawah permukaan es Gletser Thwaites di Antartika Barat. Gletser ini sering disebut sebagai “Gletser Kiamat” karena perannya yang penting dalam potensi kenaikan permukaan laut global dan dampak bencana yang ditimbulkan oleh kenaikan tersebut di seluruh dunia. Moniker ini mencerminkan ukuran gletser yang sangat besar dan laju pencairannya, yang menurut para ilmuwan dapat berkontribusi signifikan terhadap kenaikan permukaan laut jika gletser itu runtuh atau mencair seluruhnya.

Tim yang dipimpin UC Irvine mengatakan meluasnya kontak antara air laut dan gletser – sebuah proses yang berulang di seluruh Antartika dan Greenland – menyebabkan “pencairan besar-besaran” dan mungkin memerlukan penilaian ulang terhadap proyeksi kenaikan permukaan laut global. Studi mereka dipublikasikan pada 20 Mei Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional,

Data dan catatan

Ahli glasiologi mengandalkan data yang dikumpulkan dari bulan Maret hingga Juni 2023 oleh misi satelit komersial Finlandia ICEYE. Satelit ICEYE membentuk “rasi bintang” di orbit kutub di sekitar planet ini, menggunakan InSAR – radar aperture sintetis interferometer – untuk terus memantau perubahan di permukaan bumi. Beberapa pesawat ruang angkasa yang melewati area kecil dan tertentu memberikan hasil data yang lancar. Dalam kasus penelitian ini, menunjukkan naik, turunnya, dan kelengkungan Gletser Thwaites.

“Data ICEYE ini memberikan serangkaian pengamatan harian panjang yang berkaitan erat dengan siklus pasang surut,” kata penulis utama Eric Renault, profesor ilmu sistem bumi di Universitas California, Irvine. “Di masa lalu, kami memiliki beberapa data yang tersedia secara intermiten, dan dengan hanya beberapa pengamatan tersebut, sulit untuk mengetahui apa yang terjadi. Jika kami memiliki rangkaian waktu yang berkelanjutan dan kami membandingkannya dengan siklus pasang surut, kami melihat air laut masuk dalam jumlah besar pasang surut, dan terkadang cenderung ke atas di bawah gletser dan terjebak. Berkat ICEYE, kita mulai melihat dinamika pasang surut ini untuk pertama kalinya.

Tangkapan layar tampilan 3D pergerakan pasang surut Gletser Thwaites, Antartika Barat, yang direkam oleh konstelasi ICEYE Synthetic Aperture Radar (SAR) berdasarkan gambar yang diperoleh pada 11, 12, dan 13 Mei 2023. Bidang kontur adalah garis topografi lapisan di interval ketinggian 50 meter. Setiap siklus warna pinggiran interferensial merupakan pergeseran fasa 360°, setara dengan pergeseran jarak pandang ke permukaan es sebesar 1,65 cm. Interferogram dilapiskan pada gambar Landsat 9 yang diambil pada bulan Februari 2023. Dalam studi ini, kami menunjukkan bahwa batas lentur pasang surut bervariasi berdasarkan kilometer selama siklus pasang surut, menunjukkan bahwa air laut bertekanan mampu menyusup beberapa kilometer di bawah daratan es dan menstabilkan pertukaran panas yang kuat. dengan dasar gletser. Di sisi kanan layar, pola tepat sasaran menunjukkan bahwa rembesan air laut telah menyebar sejauh 6 km lagi di luar punggung bukit pelindung, yang menunjukkan bahwa penyusutan es masih terus berlanjut, dengan kecepatan 1 km per tahun di sektor penting Antartika ini. . Kredit: Eric Regnot/UC Irvine

Pengamatan satelit tingkat lanjut

“Sampai saat ini, mustahil untuk mengamati beberapa proses paling dinamis di alam dengan cukup detail atau dapat diulang untuk memungkinkan kita memahami dan memodelkannya,” kata Direktur Analisis ICEYE Michael Wollersheim, salah satu penulis Observing this process from space and menggunakan citra satelit radar, Memberikan pengukuran akurat pada tingkat sentimeter pada frekuensi harian merupakan lompatan maju yang besar.

Renaud mengatakan proyek ini membantunya dan rekan-rekannya mengembangkan pemahaman yang lebih baik tentang perilaku air laut di bagian bawah Gletser Thwaites. Air laut yang berasal dari dasar lapisan es, serta air tawar dari aliran panas bumi dan gesekan, terakumulasi dan “harus mengalir ke suatu tempat,” katanya. Air didistribusikan melalui saluran alami atau dikumpulkan dalam rongga, sehingga menciptakan tekanan yang cukup untuk mengangkat lapisan es.

“Ada tempat-tempat yang tekanan airnya hampir sama dengan es di atasnya, sehingga diperlukan tekanan lebih besar untuk mendorong es ke atas,” kata Reno. “Airnya kemudian diperas hingga cukup untuk mengangkat kolom es sepanjang lebih dari setengah mil.”

Dan itu bukan hanya air laut. Selama beberapa dekade, Reno dan rekan-rekannya telah mengumpulkan bukti dampak perubahan iklim terhadap arus laut, yang mendorong air laut yang lebih hangat ke pantai Antartika dan wilayah es kutub lainnya. Perairan dalam sirkumpolar bersifat asin dan memiliki titik beku lebih rendah. Sedangkan air tawar membeku pada suhu nol derajat CelsiusAir asin membeku pada suhu minus 2 derajat Celcius, dan perbedaan kecil ini cukup berkontribusi pada “pencairan kuat” es dasar seperti yang ditemukan dalam penelitian.

Dampak terhadap kenaikan permukaan laut dan penelitian di masa depan

Rekan penulis Christine Dow, seorang profesor di Fakultas Lingkungan Universitas Universitas Waterloo “Thwaites adalah tempat paling tidak stabil di Antartika dan memiliki kenaikan permukaan laut setara dengan 60 sentimeter,” ujarnya di Ontario, Kanada. Yang mengkhawatirkan adalah kita meremehkan kecepatan perubahan gletser, yang akan berdampak buruk bagi masyarakat pesisir di seluruh dunia.

Reno mengatakan dia berharap dan mengharapkan hasil dari proyek ini akan merangsang lebih banyak penelitian mengenai kondisi di bawah gletser Antartika, pameran yang melibatkan robot otonom, dan lebih banyak observasi satelit.

“Ada antusiasme yang besar dari komunitas ilmiah untuk pergi ke wilayah kutub terpencil ini guna mengumpulkan data dan membangun pemahaman kita tentang apa yang terjadi, namun pendanaan masih tertinggal,” katanya. “Kami beroperasi dengan anggaran yang sama pada tahun 2024 dengan anggaran yang sama seperti pada tahun 1990-an. Kami perlu mengembangkan komunitas ahli glasiologi dan ahli kelautan fisik untuk mengatasi masalah pemantauan ini secepatnya, namun untuk saat ini kami masih mendaki Gunung Everest. dengan sepatu tenis.”

Kesimpulan dan implikasi untuk pemodelan

Dalam waktu dekat, Regnot, yang juga merupakan ilmuwan proyek senior di NASAlaboratorium propulsi jet (Laboratorium Propulsi Jet), mengatakan penelitian ini akan memberikan manfaat jangka panjang bagi komunitas pemodelan lapisan es.

“Jika kita memasukkan interaksi antara lautan dan es ke dalam model lapisan es, saya berharap kita akan mampu melakukan pekerjaan yang lebih baik dalam mereproduksi apa yang telah terjadi dalam seperempat abad terakhir, yang akan meningkatkan tingkat kepercayaan terhadap es. masa depan kita,” kata ramalan tersebut. “Jika kita dapat menambahkan proses yang kami jelaskan di makalah ini, yang tidak disertakan dalam sebagian besar model yang ada, maka rekonstruksi model akan lebih sesuai dengan pengamatan. “Ini akan menjadi kemenangan besar jika kami bisa mencapainya.”

“Saat ini, kami tidak memiliki cukup informasi untuk mengatakan berapa banyak waktu yang tersisa sebelum rembesan air laut menjadi tidak dapat diubah,” tambah Dow. “Dengan menyempurnakan model dan memfokuskan penelitian kami pada gletser penting ini, kami akan mencoba melakukannya tentukan setidaknya angka-angka tersebut.” Selama beberapa dekade hingga berabad-abad, penelitian ini akan membantu manusia beradaptasi terhadap perubahan permukaan laut, sambil berfokus pada pengurangan emisi karbon untuk mencegah skenario terburuk.

Referensi: “Intrusi air laut skala besar di bawah tanah es Gletser Thwaites, Antartika Barat” oleh Eric Renault, Enrico Ceracci, Bernd Schuchel, Valentin Tolbecken, Michael Wollersheim, dan Christine Dow, 20 Mei 2024, Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.
doi: 10.1073/pnas.2404766121

Bergabung dengan Rignot, Dow, dan Wollershiem dalam proyek ini adalah Enrico Ceracci, spesialis asosiasi UC Irvine dalam ilmu sistem Bumi dan rekan pascadoktoral di NASA; Bernd Schuchel, peneliti UC Irvine dalam ilmu sistem bumi; dan Valentin Tolbihin dari ICEYE. ICEYE berkantor pusat di Finlandia dan beroperasi di lima lokasi internasional, termasuk Amerika Serikat. Penelitian ini mendapat dukungan finansial dari NASA dan National Science Foundation.