„Dies ist eine bahnbrechende Studie, bei der modernste Unterwassertechnologie eingesetzt wird, um kritische Regionen der Antarktis in beispielloser Detailtiefe zu erkunden“, sagt Peter Davis, physikalischer Ozeanograph des British Antarctic Survey, der nicht an der Forschung beteiligt war. „Noch nie zuvor konnten wir die Eis-Ozean-Wechselwirkungen in einer Basalspalte an der Erdungslinie des antarktischen Schelfeises in solch feinen räumlichen Maßstäben beobachten.“
Icefin fand heraus, dass Meeresströmungen Wasser durch die Gletscherspalte bewegen, aber darin eine Dynamik entsteht mehr Bewegung. Da die Gletscherspalte 50 Meter hoch ist, ist der Druck an ihrer Oberseite geringer als an der Öffnung unten. Der Gefrierpunkt des Meerwassers liegt tiefer im Ozean. Je tiefer man also geht, desto leichter schmilzt das Eis. Infolgedessen gefriert das Meerwasser in dieser Gletscherspalte oben, schmilzt aber an der Öffnung.
Der Zyklus des Schmelzens und Gefrierens wiederum bewegt Wasser. Durch das Schmelzen von Eis entsteht Süßwasser, das eine geringere Dichte als Salzwasser hat und daher an die Oberfläche der Gletscherspalte steigt. Aber wenn Meerwasser oben gefriert, gibt es sein Salz ab, was zu einem Absinken führt. Insgesamt führt dies zu Abwanderung. „Innerhalb der kleinen 50-Meter-Struktur kommt es zu einem Anstieg aufgrund des Schmelzens und einem Absinken aufgrund des Gefrierens“, sagt Washam.
Hier kommt es wirklich auf die Oberflächentopographie des Eises an. Wäre das Eis flach, könnte sich darauf eine schützende Schicht aus kaltem Wasser bilden. „Es bildet diese Barriere zwischen dem relativ wärmeren Ozean und dem kalten Eis“, sagt Alexander Robel, Leiter des Eis- und Klimagruppe an der Georgia Tech, die die Gletscher der Antarktis untersucht, aber nicht an der Forschung beteiligt war. Wenn sich das Eis nicht mit dem wärmeren Wasser vermischt, schmilzt es nicht. „Es sitzt einfach da“, sagt er.
Aber wie Icefin gezeigt hat, kann die Unterseite des Schelfeises Vertiefungen aufweisen, wie ein Golfball. „Je rauer diese Grenzfläche ist, desto mehr Turbulenzen kann es erzeugen, wenn Wasser darüber fließt, und diese Turbulenzen werden das Wasser vermischen“, sagt Robel. Diese zerklüftete Topographie kann schneller schmelzen als flachere Teile des Bauches des Schelfeises.
Diese Dynamik wurde in Modellen der Gletscherschmelze in der Antarktis nicht ausreichend dargestellt, was der Grund dafür sein könnte, dass sie schneller schmelzen als von Wissenschaftlern vorhergesagt, sagt Robel. „Es gab eine Reihe unterschiedlicher Vorstellungen darüber, was diesen Unterschied verursachen könnte, aber die Tatsache, dass wir tatsächliche Beobachtungen von einem echten Gletscher haben, erlaubt es uns zu sagen: ‚Nun, diese Idee ist richtig, und diese Idee ist falsch‘, und das können wir auch.“ Helfen Sie uns, diese Modelle zu verbessern“, sagt Robel – sowohl um zu erklären, was bereits geschieht, als auch um zukünftige Veränderungen vorherzusagen.