AntarcticGlaciers.org

Co je to ledový šelf? | Kolaps ledového šelfu | Mechanismy kolapsu ledového šelfu | Podepření ledového šelfu | Odkazy | Komentáře

Co je to ledový šelf?

Larsenův ledový šelf v roce 2004

Ledové šelfy jsou plovoucí ledové jazyky, které vystupují ze zazemněných ledovců na pevnině. Na ledovce padá sníh, který pod vlivem gravitace stéká po proudu. Ledové šelfy jsou v okolí Antarktidy běžné a největší z nich jsou Ronne-Filchnerův, Rossův a McMurdův ledový šelf.

Ledové šelfy obklopují 75 % pobřeží Antarktidy a pokrývají plochu více než 1,561 milionu km2 (podobná rozloha jako grónský ledový příkrov). Ledové šelfy získávají hmotu z ledu, který do nich proudí z ledovců na pevnině, z akumulace sněhu a ze zamrzání mořského ledu (mořské vody) na jejich spodní straně. Hmotnost ztrácejí tajícími ledovci a bazálním táním směrem k jejich vnějším okrajům spolu se sublimací a unášením větrem na jejich povrchu. Ledové šelfy jsou důležité, protože hrají roli ve stabilitě antarktického ledového příkrovu a jeho hmotnostní bilanci a jsou důležité pro stratifikaci oceánu a tvorbu spodní vody; to pomáhá řídit světovou termohalinní cirkulaci. Tání zpod ledových šelfů je jedním z klíčových způsobů, jakým antarktický ledový příkrov ztrácí hmotu.

Na satelitním snímku šelfového ledovce Prince Gustava níže je vidět, že ledové šelfy mají velmi plochý vzhled. Ve skutečnosti můžete obvykle poznat, kde led začíná plavat, podle ostrého zlomu ve svahu na linii dna. Ledové šelfy jsou tedy tvořeny ledem pocházejícím ze sněhových srážek na pevnině, ale také akrecí mořského ledu zespodu. Ledové šelfy se tak liší od mořského ledu, který vzniká výhradně z mrznoucí mořské vody. Níže si můžete prohlédnout příklad ze severní části Antarktického poloostrova. Šelfový ledovec Prince Gustava se nacházel mezi poloostrovem Trinity a ostrovem Jamese Rosse. V roce 1995 se zhroutil. Na šelfovém ledovci můžete vidět glaciální struktury, které naznačují, že vytéká z přítokových ledovců. Na šelfovém ledovci můžete také vidět hojná tající jezírka.

Schematická kresba ledovce vlévajícího se do šelfového ledovce, která znázorňuje linii zazemnění a telení na ledovém útesu na okraji šelfového ledovce. Glaciologické struktury v šelfovém ledovci Prince Gustava. Snímek Landsat 4 TM z roku 1988. Supraglaciální jezera tající vody na ledovém šelfu McMurdo. Kredit: Neil Glasser. Tající vodní jezera na ledovém šelfu McMurdo

Ledové šelfy v okolí Antarktidy mají rozlohu až 50 000 km2 a jejich tloušťka může dosahovat až 2000 metrů. Jejich přední konec je často až 100 m vysoký. Z ledových šelfů se občas odvalují velké ledovce, což je běžnou součástí jejich ablace. V okolí Antarktidy se ledové šelfy tvoří tam, kde jsou průměrné roční teploty nižší než -9 °C, přičemž s rostoucí teplotou dochází k postupnému rozpadu ledových šelfů. Geometrie pobřeží je často důležitá pro určení místa, kde se ledové šelfy vytvoří. Například Larsenův šelfový ledovec vzniká v zálivu.

Zhroucení šelfového ledovce

Několik šelfových ledovců v okolí Antarktidy se v poslední době dramaticky zhroutilo, místo aby ustupovaly pomalu a stabilně. Šelfový ledovec Larsen A se zhroutil v roce 1995 a šelfový ledovec Larsen B se slavně zhroutil v roce 2002. Z 12 000 km2 v roce 1963 se zmenšil na 2400 km2 v roce 2010. Během února 2002 došlo k úbytku 3250 km2 v důsledku tání a roztříštění ledovců. Na obrázku níže je vidět modrý, skvrnitý vzhled šelfového ledovce na snímku z roku 2002, způsobený obnažením hlubšího modrého ledu ledovce.

Snímky z družice Landsat zobrazující kolaps Larsenova šelfového ledovce. Všimněte si modrého skvrnitého vzhledu na snímku z roku 2002, který je způsoben obnažením hlubokého modrého ledu.

V okolí Antarktického poloostrova se nyní zhroutilo několik ledovcových šelfů (tabulka 1). Jejich zhroucení umožnilo odebrat jádra podpovrchových sedimentů a prozkoumat, zda jsou tato zhroucení součástí běžného chování ledových šelfů. Ukazuje se, že severněji položené šelfové ledovce, jako je například šelfový ledovec Prince Gustava, se v minulosti skutečně zhroutily, což mělo za následek, že v průlivu Prince Gustava žily před 5 000 lety po krátkou dobu organismy žijící v otevřeném moři. Zdá se však, že jižněji položený šelfový ledovec Larsen B zůstal pevnou součástí po celý holocén. To naznačuje, že byly překročeny určité prahové hodnoty a změny životního prostředí na celém Antarktickém poloostrově nyní překonávají všechny, k nimž došlo dříve.

Na videu níže můžete vidět animaci kolapsu Larsenova šelfového ledovce ze snímků Modis:

Tabulka 1. Data zhroucení ledového šelfu

.

Mechanismy rozpadu ledových šelfů

Existuje několik důvodů, proč se ledové šelfy rozpadají rychle, místo aby se pomalu a postupně zmenšovaly. Ledové šelfy se rozpadají v reakci na dlouhodobé změny prostředí, které způsobují průběžné ztenčování a zmenšování. Po překročení určitých prahových hodnot dochází ke katastrofickému rozpadu ledových šelfů v důsledku tání ledovců. Před zhroucením ledovcové šelfy nejprve projdou obdobím dlouhodobého ztenčování a bazálního tání, což je činí zranitelnými. Tání vody na povrchu a přílivové ohýbání a ohýbání desek pak přispívají k rychlému telení a rozpadu ledového šelfu.

Dlouhodobé ztenčování a bazální tání

Změny tloušťky antarktického ledového šelfu. Všimněte si rychlého ztenčení ledovcového šelfu Pine Island Glacier v západní Antarktidě. Z Pritchard et al., 2012, Nature. Přetištěno se svolením Macmillan Publishers Ltd.: Nature
(Pritchard et al. 2012), copyright (2012).

Dlouhodobé ztenčování vlivem povrchového a bazálního tání předurčuje šelfový led ke kolapsu. Záporná hmotnostní bilance na přítokových ledovcích může vést ke ztenčení ledovců a ledových šelfů. Nejvyšší míra ztenčení je tam, kde se relativně teplé oceánské proudy mohou dostat k základně ledových šelfů hlubokými žlaby. Zdá se, že důležitá je struktura ledovcových šelfů, kde švy mezi přítokovými ledovci vedou ke slabším oblastem tenčího ledu, které jsou náchylné k trhání.

Nedávná analýza ledovcových šelfů v Antarktidě ukázala, že rychlost tání v bazální části je přibližně 1325 ± 235 gigatun za rok, s dodatečným tokem tání 1089 ± 139 gigatun za rok. Tání ledových šelfů je tedy jedním z největších ablačních procesů v Antarktidě. Toto masivní bazální tání však neprobíhá rovnoměrně na všech šelfových ledovcích; masivní šelfové ledovce Ronne, Filchner a Ross pokrývají dvě třetiny celkové plochy šelfových ledovců, ale na čistém tání se podílejí pouze 15 %. Naopak k nejvyššímu tání dochází v okolí Antarktického poloostrova a západní Antarktidy, od severního konce šelfového ledovce George VI. po západní konec Getzova ledovce. Tyto šelfové ledovce se také rychle ztenčují. Na pomalu se pohybujících šelfových ledovcích (např. George VI, Abbot, Wilkins) roztál téměř všechen původní pevninský led do vzdálenosti několika kilometrů od linie dna. Polovina tající vody tak pochází z pouhých deseti malých šelfových ledovců s teplými dutinami kolem JV pacifického okraje Antarktidy, přičemž těchto deset šelfových ledovců zabírá pouhých 8 % celkové plochy šelfových ledovců. Všechna tato studená voda uvolňovaná do oceánu má významný vliv na tvorbu mořského ledu, což má za následek vyšší míru koncentrace mořského ledu v okolí Antarktidy.

Tání ledovcových šelfů v okolí ledovce Pine Island v západní Antarktidě je znepokojující, protože západoantarktický ledový příkrov je uzemněn pod úrovní hladiny moře. Kolaps tohoto šelfového ledovce by mohl vést k nestabilitě mořského ledového příkrovu a rychlému globálnímu vzestupu mořské hladiny.

Mozaika snímků Antarktidy (LIMA) zobrazující polohu klíčových šelfových ledovců.

Povrchové tání a tvorba rybníků

Zvýšená teplota atmosféry vede k povrchovému tání a tvorbě rybníků na povrchu ledu. Ke katastrofickým kolapsům ledových šelfů dochází zpravidla po relativně teplém letním období, kdy dochází ke zvýšenému povrchovému tání. Na základě sezónnosti rozpadu ledových šelfů a geografického rozložení kolapsů ledových šelfů v blízkosti jižně postupující izotermy -9 °C se zdá, že pro kolaps ledových šelfů je nezbytné povrchové rybníčkování. Tato tající voda se rozpouští směrem dolů do ledového šelfu, což způsobuje trhliny a vede k rychlému odtávání ledových ker. Zvýšené množství povrchové vody z tání vede také k nasycení sněhu, naplnění trhlin vodou a zvýšení hydrostatického tlaku. Infiltrace solanky může také způsobit prohloubení trhlin.

Ohýbání desek a přílivový ohyb

Samotné tání vody v jezírkách však nevysvětluje rychlou fragmentaci ledového šelfu. Musíme se odvolat na třetí proces. Ohýbání na čelním okraji ledového šelfu v důsledku přílivového ohybu může způsobit vznik malých trhlin rovnoběžných s ledovou frontou. Při působení výše uvedených podmínek (ztenčení s hojností povrchové vody) může být překročen práh, který způsobí rychlý rozpad ledového šelfu.

Při vzniku ledových ker výše uvedenými mechanismy se na ledové frontě tvoří dlouhé, tenké ledové kry. Tyto ledové hory se převrátí, protože jsou tenčí než hluboké. Při převracení ledovců se uvolňuje gravitační potenciální energie a zvyšuje se tahové napětí na ledovém šelfu. To může vést ke kaskádě fragmentace, převrácení a rozpadu ledovce.

Podepření ledovcového šelfu

Interakce mezi ledovcem a ledovcovým šelfem: Ve stabilním systému ledovec-ledový šelf je pohyb ledovce směrem dolů kompenzován vztlakovou silou vody na přední straně šelfu. Vyšší teploty tento systém destabilizují tím, že promazávají základnu ledovce a vytvářejí tající jezírka, která nakonec proříznou šelf. Jakmile šelfový ledovec ustoupí k linii dna, vztlaková síla, která dříve vyrovnávala tok ledovce, se stane zanedbatelnou a ledovec na své cestě k moři nabere rychlost. Původní obrázek: Ted Scambos a Michon Scott, National Snow and Ice Data Center.

Rozpadající se ledovcové šelfy přímo nepřispívají ke globálnímu zvyšování hladiny moří. Je to proto, že jsou plovoucí, a tak jejich tání nemá za následek zvýšení hladiny moří. Chcete-li si to ověřit, vložte několik kostek ledu do sklenice a zkontrolujte hladinu vody. Stoupne voda, když „ledovce“ roztají?

Ledové šelfy však hrají velmi důležitou roli při „podpírání“ svých přítokových ledovců. Ledovce, které se napájejí na ledovcové šelfy, jsou zadržovány ledovcovým šelfem před nimi. I malé ledovcové šelfy hrají důležitou roli při regulaci průtoku ledových proudů, které se do nich napájejí. To bylo pozorováno v několika případech, zejména po zhroucení šelfového ledovce Larsen a šelfového ledovce Prince Gustava. Na výše uvedeném snímku ledovcového šelfu Prince Gustava z družice Landsat je vidět rychlý ústup ledovce v letech 1988 až 2009.

Při ztenčování, zrychlování a ústupu ledovců v reakci na kolaps ledovcového šelfu se více ledu dostává přímo do oceánů, což přímo přispívá ke zvyšování hladiny moří. Zvyšování hladiny moří v důsledku kolapsu ledovcových šelfů je zatím omezené, ale velké ledovcové šelfy obklopující některé z hlavních antarktických ledovců by mohly být ohroženy a jejich kolaps by měl za následek významný příspěvek ke zvyšování hladiny moří. Další informace naleznete v části Nestabilita mořských ledovců.

Další čtení

• Nestabilita mořských ledových šelfů
• Šelfový ledovec George VI
• Ledové šelfy:
• Zvýšení mořské hladiny
• Ústup ledovců v Patagonii
• Ústup ledovců na Antarktickém poloostrově
• Ledovce a klima změny
• Příspěvek Antarktidy ke globálnímu zvyšování hladiny moří
• Rostoucí trhlina na šelfovém ledovci Larsen C

Přejít na začátek nebo přejít na stránku Nestabilita mořských ledovců.

Přejít na začátek nebo přejít na stránku Nestabilita mořského ledového příkrovu

.