Die Eisschelfs der Antarktis enthalten doppelt so viel Schmelzwasser wie bisher angenommen

Schneematsch oder wassergetränkter Schnee macht im Hochsommer mehr als die Hälfte des gesamten Schmelzwassers auf den antarktischen Eisschelfs aus, wird jedoch in regionalen Klimamodellen nur unzureichend berücksichtigt.

Forscher unter der Leitung der Universität Cambridge nutzten Techniken der künstlichen Intelligenz, um die Schneeschmelze auf den Eisschelfs der Antarktis zu kartieren, und fanden heraus, dass 57 % des gesamten Schmelzwassers durch die Schneeschmelze zurückgehalten werden, der Rest befindet sich in Oberflächenteichen und Seen.

Wenn sich das Klima erwärmt, bildet sich mehr Schmelzwasser auf der Oberfläche der Eisschelfs, dem schwimmenden Eis rund um die Antarktis, das als Stütze gegen ins Landesinnere eindringendes Gletschereis fungiert. Erhöhtes Schmelzwasser kann zur Instabilität oder zum Zusammenbruch des Eisschelfs führen, was wiederum zu einem Anstieg des Meeresspiegels führt.

Die Forscher fanden außerdem heraus, dass schmelzender Schnee und angesammeltes Schmelzwasser zu einer 2,8-mal höheren Schmelzwasserbildung führen als von Standard-Klimamodellen vorhergesagt, da sie mehr Wärme von der Sonne absorbieren als Eis oder den Schnee. Die Ergebnisse, berichtet im Journal Natürliche Geowissenschaftenkönnte tiefgreifende Auswirkungen auf die Stabilität des Schelfeises und den Anstieg des Meeresspiegels haben.

Jeden Sommer, wenn das Wetter wärmer wird, sammelt sich Wasser auf der Oberfläche der schwimmenden Eisschelfs der Antarktis. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass Oberflächenschmelzwasserseen zum Bruch und Zusammenbruch von Eisschelfs beitragen können, da das Gewicht des Wassers dazu führen kann, dass sich das Eis verbiegt oder bricht. Allerdings ist die Rolle der Schneeschmelze für die Stabilität von Eisschelfs schwieriger zu bestimmen.

„Wir können Satellitenbilder verwenden, um Schmelzwasserseen in weiten Teilen der Antarktis zu kartieren, aber es ist schwierig, schmelzenden Schnee zu kartieren, weil er wie andere Dinge aussieht, wie Wolkenschatten. , von einem Satelliten aus gesehen“, sagte Hauptautorin Dr. Rebecca Dell von Scott Polar Forschungsinstitut (SPRI) in Cambridge. „Aber mithilfe maschineller Lerntechniken können wir über das hinausgehen, was das menschliche Auge sehen kann, und eine klarere Vorstellung davon bekommen, wie sich schmelzender Schnee auf das Eis der Antarktis auswirken könnte.“

Mithilfe optischer Daten des NASA-Satelliten Landsat 8 trainierten Cambridge-Forscher in Zusammenarbeit mit Forschern der University of Colorado Boulder und der Delft University of Technology ein automatisches Lernmodell, um zwischen 2013 und 2013 monatliche Aufzeichnungen über Schneematsch- und Schmelzwasserseen auf 57 antarktischen Schelfeisen zu erhalten 2021.

„Durch maschinelles Lernen können wir mehr Informationen vom Satelliten nutzen, da er mit mehr Lichtwellenlängen arbeiten kann, als das menschliche Auge wahrnehmen kann“, sagte Dell. „Dadurch können wir feststellen, was Matsch ist und was nicht, und dann das maschinelle Lernmodell trainieren, um es schnell auf dem gesamten Kontinent zu identifizieren.“ »

„Wir wollen wissen, wie viel Schnee während des antarktischen Sommers schmilzt und wie sich dieser im Laufe der Zeit verändert“, sagte Co-Autor Professor Ian Willis, ebenfalls vom SPRI.

Mithilfe ihres maschinellen Lernmodells fanden die Forscher heraus, dass auf dem Höhepunkt des antarktischen Sommers im Januar mehr als die Hälfte (57 %) des gesamten Schmelzwassers aus den antarktischen Eisschelfs der Antarktis im schmelzenden Schnee enthalten war, während die restlichen 43 % im Schmelzwasser zu finden waren Seen.

„Dieser schmelzende Schnee wurde noch nie in großem Maßstab auf den großen Eisschelfs der Antarktis kartiert, sodass mehr als die Hälfte des Oberflächenschmelzwassers bisher übersehen wurde“, sagte Dell. „Dies ist möglicherweise wichtig für den Hydrofracking-Prozess, bei dem das Gewicht des Schmelzwassers Brüche im Eis erzeugen oder vergrößern kann.“

Schmelzwasser beeinträchtigt die Stabilität schwimmender Eisschelfs, die die Küste der Antarktis säumen. Wenn sich das Klima erwärmt und die Schmelzgeschwindigkeit in der Antarktis zunimmt, kann Schmelzwasser, sei es in Form von Seen oder schmelzendem Schnee, in Risse im Eis eindringen, wodurch sich diese Risse ausdehnen. Dies kann zu Brüchen im Schelfeis führen und dazu führen, dass gefährdete Schelfeise zusammenbrechen, wodurch Eis von Binnengletschern in den Ozean fließen und zum Anstieg des Meeresspiegels beitragen würde.

„Da schmelzender Schnee fester ist als Schmelzwasser, wird er nicht wie Seewasser zu Hydrofracking führen, aber es ist auf jeden Fall etwas, das wir berücksichtigen müssen, wenn wir versuchen, vorherzusagen, wie oder ob die Eisschelfs zusammenbrechen werden“, sagte Willis .

Zusätzlich zu den potenziellen Auswirkungen der Schneeschmelze auf die Hydrofrakturierung hat sie auch einen erheblichen Einfluss auf die Schmelzraten. Da Schneematsch und Seen weniger weiß sind als Schnee oder Eis, absorbieren sie mehr Sonnenwärme, wodurch mehr Schnee schmilzt. Dieses zusätzliche Abschmelzen wird derzeit in Klimamodellen nicht berücksichtigt, was dazu führen kann, dass die Prognosen zum Abschmelzen des Eisschildes und zur Stabilität des Schelfeises unterschätzt werden.

„Ich war überrascht, dass dieses Schmelzwasser in Klimamodellen so schlecht berücksichtigt wurde“, sagte Dell. „Unsere Aufgabe als Wissenschaftler besteht darin, die Unsicherheit zu verringern. Deshalb möchten wir unsere Modelle stets verbessern, damit sie so genau wie möglich sind.“

„In Zukunft ist es wahrscheinlich, dass sich Gebiete der Antarktis, in denen es derzeit weder Wasser noch schmelzenden Schnee gibt, zu verändern beginnen“, sagte Willis. „Wenn sich das Klima weiter erwärmt, wird das Schmelzen zunehmen, was Auswirkungen auf die Eisstabilität und den Anstieg des Meeresspiegels haben könnte.“