AntarcticGlaciers.org

Mi az a jégpáncél? | Jégtakaró összeomlása | A jégtakaró összeomlásának mechanizmusai | Jégtakaró alátámasztása | Hivatkozások | Megjegyzések

Mi a jégtakaró?

Larsen jégtakaró 2004-ben

A jégtakarók olyan úszó jégnyelvek, amelyek a szárazföldi gleccserekből nyúlnak ki. A hó a gleccserekre hull, amelyek a gravitáció hatására lefelé áramlanak. Az Antarktisz körül gyakoriak a jégtáblák, a legnagyobbak a Ronne-Filchner-, a Ross- és a McMurdo-jégtábla.

A jégtáblák az Antarktisz partvonalának 75%-át veszik körül, és több mint 1,561 millió négyzetkilométernyi területet borítanak (ez a grönlandi jégtakaróhoz hasonló méretű). A jégtáblák tömege a szárazföldi gleccserekről beléjük áramló jégből, a hó felhalmozódásából és a tengeri jég (tengervíz) aljára fagyásából származik. Tömeget veszítenek a jéghegyek borjadzásából és a külső peremük felé irányuló bazális olvadásból, valamint a felszínükön történő szublimációból és szélsodrásból. A jégtáblák azért fontosak, mert szerepet játszanak az antarktiszi jégtakaró stabilitásában és a jégtakaró tömegegyensúlyában, valamint fontosak az óceánok rétegződésében és a fenékvíz kialakulásában; ez segíti a világ termohalin cirkulációját. A jégtáblák alatti olvadás az antarktiszi jégtakaró tömegvesztésének egyik legfontosabb módja.

A Prince Gustav jégtábláról készült alábbi műholdfelvételen látható, hogy a jégtáblák nagyon laposnak tűnnek. Valójában általában meg lehet állapítani, hogy a jég hol kezd el úszni, mert a lejtő élesen megszakad az alapvonalnál. A jégtáblák tehát a szárazföldön lehullott hóból származó jégből állnak, de alulról tengeri jeget is felhalmoznak. A jégtáblák ezért különböznek a tengeri jégtől, amely kizárólag a tengervíz megfagyásából keletkezik. Az alábbiakban egy példát láthat az Antarktiszi-félsziget északi részéről. A Prince Gustav jégtábla a Trinity-félsziget és a James Ross-sziget között helyezkedett el. Ez 1995-ben omlott össze. A jégtakarón gleccserszerkezetek láthatók, amelyek arra utalnak, hogy a jégtakaró a mellékgleccserekből folyik ki. A jégtáblán bőséges olvadéktavakat is láthatunk.

Egy jégtáblába ömlő gleccser sematikus rajzolata, amely a jégtábla szélén lévő jégszirtnél lévő alapozási vonalat és borjadzást mutatja. Glaciológiai struktúrák a Prince Gustav jégtakarón. Landsat 4 TM felvétel 1988-ból. Szupraglaciális olvadékvíz tavak a McMurdo jégtakarón. Hitel: Neil Glasser. Olvadékvizes tavak a McMurdo jégtakarón

Az Antarktisz körüli jégtakarók akár 50 000 km2 nagyságúak, és akár 2000 m vastagok is lehetnek. Elülső végpontjuk gyakran akár 100 m magas is lehet. A jégtáblák időnként nagy jéghegyeket borzolnak, ami az ablációjuk normális része. Az Antarktisz körül a jégtáblák ott alakulnak ki, ahol az éves középhőmérséklet nem éri el a -9 °C-ot, és a hőmérséklet emelkedésével a jégtáblák fokozatosan felbomlanak. A partvonal geometriája gyakran fontos annak meghatározásában, hogy hol alakulnak ki jégtáblák. A Larsen jégtábla például egy öblözetben alakult ki.

Jégtábla-összeomlás

Az Antarktisz körüli jégtáblák közül több is drámai módon omlott össze a közelmúltban, ahelyett, hogy lassan és egyenletesen vonult volna vissza. A Larsen A 1995-ben omlott össze, a Larsen B jégtábla pedig 2002-ben omlott össze. Az 1963-as 12 000 km2 -ről 2010-re 2400 km2 -re zsugorodott. 2002 februárjában 3250 km2 veszett el a jéghegyek borjadzása és töredezése miatt. Az alábbi ábrán látható a 2002-es képen a jégtakaró kék, foltos megjelenése, amit a mélyebb kék gleccserjég feltárulása okozott.

Landsat-felvételek a Larsen jégtakaró összeomlásáról. Figyeljük meg a kék foltos megjelenést 2002-ben, ami a mélykék jég felszínre kerülésének következménye.

Már több jégtábla is összeomlott az Antarktiszi-félsziget körül (1. táblázat). Összeomlásuk lehetővé tette, hogy magokat vegyünk a jégtakaró alatti üledékekből, hogy megvizsgáljuk, hogy ezek az összeomlások a jégtakaró normális viselkedésének részét képezik-e. Úgy tűnik, hogy az északabbra fekvő jégtáblák, mint például a Prince Gustav jégtábla, korábban valóban összeomlottak, aminek következtében 5000 évvel ezelőtt rövid ideig nyílt tengeri élőlények éltek a Prince Gustav csatornában. Úgy tűnik azonban, hogy a délebbre fekvő Larsen B jégtakaró a holocén során végig megmaradt. Ez arra utal, hogy bizonyos küszöbértékeket átléptek, és a környezeti változások az egész Antarktiszi-félszigeten most meghaladják a korábbiakat.

Az alábbi videón a Larsen jégtakaró összeomlásáról készült animáció látható a Modis felvételekből:

1. táblázat. A jégtakaró összeomlásának időpontjai

A jégtáblák összeomlásának mechanizmusai

A jégtáblák gyors szétesésének több oka is van, ahelyett, hogy lassan és folyamatosan zsugorodnának. A jégtáblák hosszú távú környezeti változások hatására omlanak össze, amelyek folyamatos elvékonyodást és zsugorodást okoznak. Bizonyos küszöbértékek átlépésekor a jéghegyek borjadzása révén katasztrofális jégtakaró széthullás indul meg. Az összeomlás előtt a jégtáblák először egy hosszú távú elvékonyodási és alapolvadási időszakon mennek keresztül, ami sebezhetővé teszi őket. Az olvadékvíz felszíni tározása, az árapályhajlítás és a lemezhajlítás ezután mind hozzájárulnak a gyors borjadzáshoz és a jégtábla széteséséhez.

Hosszú távú elvékonyodás és bazális olvadás

Antarktiszi jégtábla vastagságának változása. Figyeljük meg a nyugat-antarktiszi Pine Island Glacier jégtakaró gyors elvékonyodását. Pritchard et al. 2012-ből, Nature. Reprinted by permission by Macmillan Publishers Ltd: Nature
(Pritchard et al. 2012), copyright (2012).

A felszíni és bazális olvadásból eredő hosszú távú vékonyodás előfeltétele a jégtakaró összeomlásának. A mellékgleccserek negatív tömegmérlege a gleccserek és a jégtáblák elvékonyodásához vezethet. A legnagyobb mértékű elvékonyodás ott következik be, ahol a viszonylag meleg óceáni áramlatok mély vályúkon keresztül elérik a jégtáblák alapját. A jégtáblák szerkezete fontosnak tűnik, mivel a mellékgleccserek közötti varratok gyengébb, vékonyabb jéggel rendelkező területeket eredményeznek, amelyek hajlamosak a hasadásra.

Az Antarktisz jégtábláinak közelmúltbeli elemzése kimutatta, hogy az alapjég olvadási sebessége körülbelül 1325 ± 235 gigatonna/év, amihez 1089 ± 139 gigatonna/év további borzási áramlás járul. A jégtáblák olvadása tehát az egyik legnagyobb ablációs folyamat az Antarktiszon. Ez a masszív alapolvadás azonban nem egyenletesen oszlik meg az összes jégtáblán; a hatalmas Ronne, Filchner és Ross jégtáblák a teljes jégtábla területének kétharmadát fedik le, de a nettó olvadásnak csak 15%-át teszik ki. Ehelyett az Antarktiszi-félsziget és Nyugat-Antarktisz környékén, a VI. György jégtakaró északi végétől a Getz-jégtakaró nyugati végéig a legnagyobb az olvadás mértéke. Ezek a jégtáblák szintén gyorsan vékonyodnak. A lassan mozgó jégtáblákon (pl. George VI, Abbot, Wilkins) az eredeti szárazföldi jég csaknem teljes egészében elolvadt az alapvonaltól néhány kilométerre. A keletkező olvadékvíz fele tehát mindössze tíz kis, meleg üregű jégtábláról származik az Antarktisz délkelet-csendes-óceáni peremén, és ez a tíz jégtábla az összes jégtábla területének mindössze 8%-át foglalja el. Mindez az óceánba kerülő hideg víz jelentős hatással van a tengeri jég kialakulására, ami az Antarktisz körüli tengeri jégkoncentráció nagyobb arányát eredményezi.

A nyugat-antarktiszi Pine Island gleccser körüli jégtáblák olvadása aggasztó, mivel a nyugat-antarktiszi jégtakaró a tengerszint alatt van a talajon. Ennek a jégtáblának az összeomlása a tengeri jégtábla instabilitásához és a globális tengerszint gyors emelkedéséhez vezethet.

Landsat Image Mosaic of Antarctica (LIMA) mutatja a legfontosabb jégtáblák helyét.

felszíni olvadás és tócsázás

A légköri hőmérséklet emelkedése a jégfelszín felszíni olvadásához és tócsázáshoz vezet. Katasztrofális jégtábla-összeomlások általában viszonylag meleg nyári szezon után következnek be, fokozott felszíni olvadással. A jégtábla-összeomlás szezonalitása és a jégtábla-összeomlás földrajzi eloszlása alapján a dél felé haladó -9°C-os izotermához közel, úgy tűnik, hogy a jégtábla-összeomláshoz a felszíni tócsásodás szükséges. Ez az olvadékvíz lefelé olvad be a jégtakaróba, ami töréseket okoz, és gyors jéghegyborításhoz vezet. A megnövekedett felszíni olvadékvíz a hó telítődéséhez is vezet, ami vízzel tölti meg a hasadékokat és növeli a hidrosztatikus nyomást. A sóoldat beszivárgása szintén okozhat repedések túlmélyülését.

Platóhajlás és árapályhajlás

Az olvadékvíz tározása önmagában azonban nem magyarázza a jégtábla gyors feldarabolódását. Egy harmadik folyamatra is hivatkoznunk kell. A jégtábla elülső peremén az árapályhajlítás következtében bekövetkező hajlítás a jégfronttal párhuzamos kis repedések kialakulását okozhatja. A fenti feltételek fennállása esetén (vékonyodás bőséges felszíni vízzel) átléphet egy küszöbértéket, ami a jégtakaró gyors szétesését okozza.

Amikor a jéghegyek a fenti mechanizmusok révén alakulnak ki, hosszú, vékony jéghegyek alakulnak ki a jégfronton. Ezek a jéghegyek felborulnak, mivel vékonyabbak, mint amilyen mélyek. A jéghegyek felborulása gravitációs potenciális energiát szabadít fel, és növeli a jégtáblára ható húzófeszültséget. Ez a töredezés, a felborulás és a jéghegy széttörésének kaszkádjához vezethet.

Jégpárkány alátámasztása

Gleccser-jégpárkány kölcsönhatások: Egy stabil gleccser-jégpárkány rendszerben a gleccser lefelé irányuló mozgását ellensúlyozza a víz felhajtóereje a párkány elején. A melegebb hőmérséklet destabilizálja ezt a rendszert azáltal, hogy megolajozza a gleccser alját, és olvadéktavakat hoz létre, amelyek végül átvágják a polcot. Amint a jégtakaró visszahúzódik az alapvonalig, a felhajtóerő, amely korábban ellensúlyozta a gleccser áramlását, elhanyagolhatóvá válik, és a gleccser felgyorsul a tenger felé vezető úton. Eredeti kép: Ted Scambos és Michon Scott, National Snow and Ice Data Center.

A jégtáblák összeomlása nem járul hozzá közvetlenül a globális tengerszint emelkedéséhez. Ez azért van így, mert lebegnek, így olvadásuk nem eredményez tengerszint-emelkedést. Ennek ellenőrzéséhez tegyél néhány jégkockát egy pohárba, és ellenőrizd a vízszintet. Megemelkedik a vízszint, amikor a “jéghegyek” elolvadnak?

A jégtáblák azonban nagyon fontos szerepet játszanak a mellékgleccsereik “alátámasztásában”. A jégtáblákba táplálkozó gleccsereket az előttük lévő jégtábla tartja vissza. Még a kisebb jégtáblák is fontos szerepet játszanak a beléjük táplálkozó jégfolyamok áramlásának szabályozásában. Ezt több esetben is megfigyelték, leginkább a Larsen jégtábla és a Prince Gustav jégtábla összeomlása után. A fenti, a Prince Gustav jégselfről készült Landsat-felvételen látható a gleccser gyors visszahúzódása 1988 és 2009 között.

A gleccserek vékonyodása, gyorsulása és visszahúzódása a jégselfek összeomlása következtében több jég kerül közvetlenül az óceánokba, ami közvetlenül hozzájárul a tengerszint emelkedéséhez. A jégpáncéllemezek összeomlása miatti tengerszint-emelkedés egyelőre korlátozott, de a néhány nagyobb antarktiszi gleccsert körülvevő nagy jégpáncéllemezek veszélyben lehetnek, és összeomlásuk jelentős tengerszint-emelkedést eredményezne. További információért lásd: A tengeri jégtakaró instabilitása.

További olvasmányok

• Tengeri jégtakaró instabilitása
• George VI. jégtakaró
• Jégtakarók:
• Tengerszint emelkedés
• Gleccserek visszahúzódása Patagóniában
• Gleccserek visszahúzódása az Antarktiszi-félszigeten
• Gleccserek és klíma változás
• Antarktisz hozzájárulása a globális tengerszint emelkedéséhez
• A Larsen C jégtábla növekvő hasadása

Gyere a tetejére vagy ugorj a tengeri jégtakaró instabilitására.

Felülre vagy ugorj a tengeri jégtakaró instabilitására.