30/10/2023
Door Ad Spijkers
Meer nog dan scheuren aan het oppervlak van het ijs spelen spleten onder water een belangrijke rol in het circuleren van zeewater onder de Antarctische ijsplaten.
Spleten verplaatsen water langs de kustlijn van een ijsplaat in een mate die voorheen onbekend was, en op een manier die modellen niet voorspelden. De spleten kunnen mogelijk de stabiliteit van de ijsplaten beïnvloeden. Dat blijkt uit onderzoek onder leiding van Cornell University in Ithaca (bij New York), gebaseerd op een eerste onderzoek in zijn soort door een onderwaterrobot. Deze details zullen de modellering van de smelt- en bevriezingssnelheden van ijsplaten in aan de grond gelegen zones verbeteren. Hiervan, en van hun potentiële bijdrage aan de mondiale zeespiegelstijging, bestaan maar weinig directe waarnemingen.
Onderwaterrobot
De op afstand bediende Icefin robot bewoog op en neer in een gletsjerspleet aan de voet van de Ross Ice Shelf, de grootste ijsschots in de Zuidelijke IJszee. Het vaartuig leverde de eerste 3D-metingen op van de toestand van de oceaan nabij de plek waar deze de kustlijn raakt, een kritiek punt dat bekend staat als de aardingszone. Het robotonderzoek onthulde een nieuw circulatiepatroon – een straal die water zijwaarts door de gletsjerspleet leidt – naast stijgende en dalende stromingen, en diverse ijsformaties gevormd door wisselende stromingen en temperaturen.
De wetenschappers hebben eind 2019 de Icefin – ongeveer 3,5 m lang en minder dan 35 cm in doorsnee – ingezet aan een kabel in een boorgat van 600 m. Het gat is geboord met heet water, vlakbij de plek waar de grootste ijsplaat van Antarctica de Kamb-ijsstroom ontmoet. Dergelijke zogenaamde aardingszones zijn van cruciaal belang voor het beheersen van het evenwicht van de ijskappen, en voor de plaatsen waar veranderende oceaancondities de meeste impact kunnen hebben.
Tijdens de laatste van drie duiken van het team stuurden de onderzoekers Icefin een van de vijf kloven in die vlakbij het boorgat waren gevonden. Voorzien van thrusters, camera's, sonar en sensoren voor het meten van de watertemperatuur, druk en zoutgehalte, klom het voertuig bijna 50 m de ene helling op en daalde de andere af.
Resultaten
Het onderzoek gaf gedetailleerd de veranderende ijspatronen weer naarmate de gletsjerspleet smaller werd. Geschulpte inkepingen maakten plaats voor verticale goten en vervolgens groen getint zee-ijs en stalactieten. Door het smelten aan de basis van de gletsjerspleet en de zoutafstoting door bevriezing aan de bovenkant, werd het water op en neer bewogen rond de horizontale straal, waardoor het smelten en bevriezen aan de twee zijden ongelijkmatig verliep, met meer smelten langs de onderste stroomafwaartse wand.
Elk kenmerk onthult een ander type circulatie of relatie tussen de oceaantemperatuur en het vriespunt. Het was verrassend om zoveel verschillende kenmerken binnen een gletsjerspleet te zien, en zoveel veranderingen in de circulatie. Volgens de onderzoekers benadrukken de bevindingen het potentieel van gletsjerspleten om veranderende oceaanomstandigheden – warmer of kouder – door de meest kwetsbare regio van een ijsplaat te transporteren.
Als water opwarmt of afkoelt, kan het zich behoorlijk krachtig achter in de ijsplaat verplaatsen, en spleten zijn een van de manieren waarop dat gebeurt. Voor het voorspellen van de stijging van de zeespiegel is dat belangrijk om dat in de modellen op te nemen.
Foto: Cornell University