ANET-POLENET-teamet flög till avlägsna fältplatser på Antarktis Backer Islands för att registrera berghöjningen. Ohio State University medförfattare Terry Wilson är tvåa från vänster. Kredit: Nicolas Bayou
En McGill-ledd studie visar att förståelsen av förhållandet mellan den antarktiska inlandsisen och den underliggande jorden är avgörande för att förutsäga effekterna av framtida klimatförändringar.
En studie ledd av McGill University indikerar att jordens naturliga processer avsevärt kan mildra Antarktis bidrag till stigande havsnivåer, förutsatt att koldioxidutsläppen snabbt minskas inom en snar framtid. Omvänt, om utsläppen fortsätter i nuvarande takt, kan förlusten av Antarktis is resultera i en större ökning av havsnivån än vad som tidigare förutsetts.
Fyndet är betydelsefullt eftersom det antarktiska inlandsisen är den största ismassan på jorden, och den största osäkerheten när det gäller att förutsäga framtida havsnivåer är hur denna is kommer att reagera på klimatförändringarna.
”Med nästan 700 miljoner människor som bor i kustområden och den potentiella kostnaden för en havsnivåhöjning som når biljoner dollar i slutet av århundradet, är det avgörande att förstå dominoeffekten av issmältningen i Antarktis”, säger huvudförfattaren Natalya Gomez, en Associate Professor vid McGills institution för jord- och planetvetenskap och Kanadas forskningsstol i inlandsis – havsnivåinteraktioner.
Fältteamet använde specialiserade instrument från ANET-POLENET-projektet som mäter Antarktis markrörelse. Denna GNSS-station (GPS) ligger på en ö i Backer Islands-kedjan i Pine Island Bay där den massiva Pine Island-glaciären kommer in i Amundsenhavet. Kredit: Terry Wilson
Studien fokuserar på hur inlandsisen interagerar med jorden under, och hur den dynamiken påverkas av koldioxidutsläppsnivåer. Detta förhållande har inte undersökts noggrant i tidigare studier, sa forskarna.
”Våra resultat visar att även om en viss höjning av havsnivån är oundviklig, kan snabba och konkreta åtgärder för att minska utsläppen förhindra några av de mest destruktiva effekterna av klimatförändringar, särskilt för kustsamhällen,” sa Gomez.
Stigande hav och naturens tveeggade svärd
När isen smälter minskar dess vikt, vilket gör att landet under den reser sig som en expanderande svamp. Forskarna säger att denna process, som kallas post-glacial höjning, kan vara ett tveeggat svärd.
Om utsläppen sjunker snabbt, vilket begränsar den globala uppvärmningen, kan post-glacial höjning fungera som en naturlig broms mot förlusten av ismassa. Det lyfter upp isen och bromsar isflödet från land till hav. Studien fann att denna dynamik kan minska Antarktis bidrag till havsnivåhöjningen med upp till 40 procent.
Men om koldioxidutsläppen håller jämna steg och planeten värms upp snabbt kommer det återhämtande landet inte att räcka för att bromsa den snabbt smältande isen, utan istället pressa bort mer havsvatten från Antarktis, vilket accelererar havsnivåhöjningen längs befolkade kustlinjer.
För att nå sina resultat utvecklade Gomez och samarbetande forskare från Kanada och USA en 3D-modell av jordens inre. Deras modell använde geofysiska fältmätningar från det amerikanska ANET-POLENET-projektet, som banade väg för storskaliga utbyggnader av känsliga instrument för att registrera berghöjningen och seismiska signaler över stora vidder av Antarktis. Dessa omfattande fältmätningar var väsentliga för att karakterisera de tredimensionella variationerna av den antarktiska manteln som ingår i studien.
”Vår 3D-modell skalar tillbaka jordens lager som en lök, och avslöjar dramatiska variationer i tjocklek och konsistens hos manteln nedanför. Denna kunskap hjälper oss att bättre förutsäga hur olika områden kommer att reagera på smältning, säger medförfattaren Maryam Yousefi, geodesist vid Natural Resources Canada och tidigare postdoktor vid McGill och Penn State universiteten.
Det är den första modellen som fångar förhållandet mellan Antarktis is och den underliggande jorden så detaljerat, tillade hon.
Noterar Rob DeConto, en medförfattare och glaciolog vid University of Massachusetts, ”Denna studie markerar ett genombrott i vår förmåga att bättre förutsäga klimatförändringarnas effekter på stigande hav och att informera om effektiv miljöpolitik.”
Globala effekter
Fynden, publicerade i Vetenskapens framsteg, belysa ojämlikheterna i klimatförändringarna, noterade forskarna. Önationer, som bidrar minst till globala utsläpp, kommer sannolikt att bära bördan av sina konsekvenser, sa de.
Studien är ett samarbete mellan forskare vid McGill, Pennsylvania State, Cambridge, Columbia, Colorado State, Ohio State, University of Massachusetts Amherst, University of Washington, och Union of Concerned Scientists. Det finansierades av Canadian Natural Sciences and Engineering Research Council, US National Science Foundation och Canada Research Chairs-programmet.