Samlat smältvatten och slask på Tracy Tremenchus ishylla, som rinner ut i södra oceanen. Kredit: Innehåller modifierad Copernicus Sentinel-data (2018), bearbetad av Rebecca Dell
Forskare vid University of Cambridge har använt artificiell intelligens att kartlägga utbredningen av slask på Antarktis ishyllor, och upptäckt att det står för 57 % av allt smältvatten.
Detta fynd är betydande eftersom slask absorberar mer solvärme jämfört med is och snö, vilket potentiellt leder till ökad instabilitet på ishyllan och accelererad havsnivåhöjning. Denna slask förbises ofta i klimatmodeller, vilket kan underskatta dess inverkan på ishyllans sprickor och smältprocesser.
Förstå Slushs roll i Antarktis smältvatten
Slask – vattendränkt snö – utgör mer än hälften av allt smältvatten på de antarktiska ishyllorna under högsommaren, men är ändå dåligt redovisad i regionala klimatmodeller.
Forskare ledda av University of Cambridge använde artificiell intelligens för att kartlägga slask på Antarktis ishyllor, och fann att 57 % av allt smältvatten hålls i form av slask, med den återstående mängden i ytdammar och sjöar.
Poolat smältvatten och slask på Bachs ishylla. Kredit: Innehåller modifierad Copernicus Sentinel-data (2023), bearbetad av Rebecca Dell
När klimatet värms upp bildas mer smältvatten på ytan av ishyllor, den flytande isen som omger Antarktis som fungerar som en stöttepelare mot glaciäris från inlandet. Ökat smältvatten kan leda till instabilitet i ishyllan eller kollaps, vilket i sin tur leder till att havsnivån stiger.
Forskarna fann också att slask och smältvatten i pool leder till 2,8 gånger mer smältvattenbildning än vad som förutspås av vanliga klimatmodeller, eftersom det absorberar mer värme från solen än is eller snö. Resultaten, rapporterade idag (27 juni) i tidskriften Naturgeovetenskapkan ha djupgående konsekvenser för ishyllans stabilitet och havsnivåhöjning.
Framsteg inom kartläggning av smältvatten och slask
Varje sommar när vädret värms upp samlas vatten på ytan av Antarktis flytande ishyllor. Tidigare forskning har visat att ytsmältvattensjöar kan bidra till att ishyllan spricker och kollapsar, eftersom vattnets vikt kan få isen att böjas eller gå sönder. Men slasks roll i ishyllans stabilitet är svårare att avgöra.
”Vi kan använda satellitbilder för att kartlägga smältvattensjöar över stora delar av Antarktis, men det är svårt att kartlägga slask, eftersom det ser ut som andra saker, som skuggor från moln, när det ses från en satellit”, säger huvudförfattaren Dr. Rebecca Dell från Cambridges Scott Polar Research Institute (SPRI). ”Men använder maskininlärning tekniker, kan vi gå längre än vad det mänskliga ögat kan se och få en tydligare bild av hur slask kan påverka isen i Antarktis.”
Poolat smältvatten och slask på Nivlisen ishylla. Kredit: Innehåller modifierad Copernicus Sentinel-data (2020), bearbetad av Rebecca Dell
Använda optisk data från
NASA
s Landsat 8-satellit, Cambridge-forskarna, som arbetade med forskare från University of Colorado Boulder och Delft University of Technology, tränade en maskininlärningsmodell för att få månatliga register över slask och smältvattensjöar över 57 antarktiska ishyllor mellan 2013 och 2021.
”Maskininlärning gör att vi kan använda mer information från satelliten, eftersom den kan arbeta med fler våglängder av ljus än det mänskliga ögat kan se”, säger Dell. ”Detta låter oss bestämma vad som är och inte är slask, och sedan kan vi träna maskininlärningsmodellen för att snabbt identifiera den över hela kontinenten.”
”Vi är intresserade av att lära oss hur mycket slask som finns under den antarktiska sommaren och hur det har förändrats över tid”, säger medförfattaren professor Ian Willis, också från SPRI.
Konsekvenser för klimatmodeller
Med hjälp av sin maskininlärningsmodell fann forskarna att under toppen av den antarktiska sommaren i januari hålls över hälften (57 %) av allt smältvatten på Antarktis ishyllor i slask, med de återstående 43 % i smältvattensjöar.
”Denna slask har aldrig kartlagts i stor skala över alla Antarktis stora ishyllor, så över hälften av allt ytsmältvatten har ignorerats tills nu”, säger Dell. ”Detta är potentiellt viktigt för hydrofrakturprocessen, där vikten av smältvatten kan skapa eller förstora sprickor i isen.”
Smältvatten påverkar stabiliteten hos de flytande ishyllorna som gränsar till Antarktis kust. När klimatet värms upp och smälthastigheterna i Antarktis ökar, kan smältvatten – oavsett om det är i form av sjöar eller slask – komma in i sprickor på isen, vilket gör att sprickorna blir större. Detta kan orsaka sprickor i ishyllan och kan få känsliga ishyllor att kollapsa, vilket i sin tur skulle tillåta inlandsglaciäris att spilla ut i havet och bidra till havsnivåhöjning.
”Eftersom slask är mer fast än smältvatten, kommer det inte att orsaka hydrofraktur på samma sätt som vatten från en sjö gör, men det är definitivt något vi måste tänka på när vi försöker förutsäga hur eller om ishyllorna kommer att kollapsa”, säger Willis.
Förutom de potentiella implikationerna av slask på hydrofraktur, har det också en stor effekt på smälthastigheter. Eftersom slask och sjöar är mindre vita än snö eller is, absorberar de mer värme från solen, vilket orsakar mer snösmältning. Denna extra smälta saknas för närvarande i klimatmodeller, vilket kan leda till underskattningar i prognoser av inlandsisens smältning och ishyllans stabilitet.
”Jag blev förvånad över att detta smältvatten var så dåligt redovisat i klimatmodeller,” sa Dell. ”Vårt jobb som forskare är att minska osäkerheten, så vi vill alltid förbättra våra modeller så att de är så exakta som möjligt.”
Framtidsförutsägelser
”I framtiden är det troligt att platser i Antarktis som för närvarande inte har något vatten eller slask kommer att börja förändras,” sa Willis. ”När klimatet fortsätter att värmas kommer mer smältning att inträffa, vilket kan få konsekvenser för isstabiliteten och havsnivåhöjningen.”
Forskningen stöddes delvis av Europeiska rymdorganisationen och Natural Environment Research Council (NERC), en del av UK Research and Innovation (UKRI). Rebecca Dell är stipendiat från Trinity Hall, Cambridge.