Lượng nước đóng băng ở các sông băng ở Greenland và Nam Cực đủ lớn để nếu chúng tan chảy, mực nước biển trên thế giới sẽ dâng cao vài feet. Điều gì sẽ xảy ra với những sông băng này trong những thập kỷ tới là ẩn số lớn nhất trong tương lai khi mực nước biển dâng cao, một phần là do cơ chế vật lý của quá trình hình thành sông băng vẫn chưa được hiểu đầy đủ.

Câu hỏi quan trọng là làm thế nào các đại dương ấm hơn có thể khiến các sông băng tan rã nhanh hơn. Đại học Washington Các nhà nghiên cứu đã chứng minh vết nứt quy mô lớn nhanh nhất được biết đến dọc theo thềm băng Nam Cực. Nghiên cứu được công bố gần đây trên Được cung cấp bởi Đại học Vịnh Ả RậpNó cho thấy một vết nứt dài 6,5 dặm (10,5 km) hình thành vào năm 2012 trên Sông băng Đảo Thông – một thềm băng rút lui giữ lại dải băng Tây Nam Cực lớn hơn – trong khoảng 5 phút rưỡi. Điều này có nghĩa là vết nứt mở ra với tốc độ khoảng 115 feet (35 mét) mỗi giây, tương đương khoảng 80 dặm một giờ.

Tác giả chính Stephanie Olinger, người thực hiện công việc này như một phần của nghiên cứu tiến sĩ tại Đại học Wisconsin và Đại học Harvard và hiện là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Stanford, cho biết: “Theo hiểu biết của chúng tôi, đây là sự kiện mở ra rạn nứt nhanh nhất từng được quan sát”. . “Điều này cho thấy rằng, trong những điều kiện nhất định, các thềm băng có thể vỡ. Nó cho chúng ta biết rằng chúng ta cần tìm kiếm loại hành vi này trong tương lai và nó cho chúng ta biết cách chúng ta có thể mô tả các vết nứt này trong các mô hình tảng băng quy mô lớn.” .”

Tầm quan trọng của việc hình thành vết nứt

Khe nứt là một vết nứt chạy qua khoảng 1.000 feet (300 m) băng nổi của thềm băng Nam Cực điển hình. Những vết nứt này là tiền thân của sự hình thành thềm băng, nơi những khối băng lớn vỡ ra từ sông băng và rơi xuống biển. Những sự kiện như vậy thường xảy ra tại Sông băng Đảo Pine, nơi tảng băng trôi được quan sát trong nghiên cứu đã tách khỏi lục địa từ lâu.

Các hình ảnh vệ tinh chụp vào ngày 8 tháng 5 (trái) và ngày 11 tháng 5 (phải), cách nhau ba ngày vào năm 2012, cho thấy một đứt gãy mới tạo thành một nhánh chữ “Y” rẽ sang bên trái của đứt gãy trước đó. Ba dụng cụ địa chấn (hình tam giác màu đen) đã ghi lại các rung động được sử dụng để tính toán tốc độ lan truyền của đứt gãy lên tới 80 dặm/giờ. Nhà cung cấp hình ảnh: Olinger và cộng sự/AGU Advances

Ollinger cho biết: “Các thềm băng có ảnh hưởng quan trọng đến sự ổn định của phần còn lại của dải băng ở Nam Cực. Nếu thềm băng bị vỡ, lớp băng đằng sau nó sẽ thực sự tăng tốc”. làm việc.” Tạo ra những tảng băng trôi lớn.

Ở những nơi khác ở Nam Cực, các đứt gãy thường phát triển trong nhiều tháng hoặc nhiều năm. Nhưng nó có thể xảy ra nhanh hơn trong một môi trường phát triển nhanh chóng như Sông băng Đảo Thông, nơi các nhà nghiên cứu tin rằng Dải băng Tây Nam Cực đã hình thành. Một bước ngoặt đã qua Khi nó rơi xuống biển.

Những thách thức trong việc theo dõi sự thay đổi của băng hà

Hình ảnh vệ tinh cung cấp phản hồi liên tục. Nhưng các vệ tinh quay quanh Trái đất chỉ đi qua mọi điểm trên Trái đất ba ngày một lần. Thật khó để xác định điều gì sẽ xảy ra trong ba ngày đó, đặc biệt là khi nhìn thấy thềm băng Nam Cực mỏng manh đầy nguy hiểm.

Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã kết hợp các công cụ để tìm hiểu sự hình thành lỗi. Họ đã sử dụng dữ liệu địa chấn được ghi lại bằng các thiết bị được các nhà nghiên cứu khác đặt trên thềm băng vào năm 2012 cùng với các quan sát radar từ vệ tinh.

Băng băng hoạt động giống như chất rắn trong khoảng thời gian ngắn, nhưng giống chất lỏng nhớt hơn trong khoảng thời gian dài.

Ollinger nói: “Sự hình thành vết nứt giống như làm vỡ kính hay giống như làm vỡ Silly Putty? Đó chính là câu hỏi. Tính toán của chúng tôi về sự kiện này cho thấy nó rất giống với việc làm vỡ kính.”

Vai trò của nước biển và nghiên cứu trong tương lai

Olinger cho biết, nếu băng chỉ là một vật liệu giòn thì nó sẽ bị phân hủy nhanh hơn. Nghiên cứu sâu hơn chỉ ra vai trò của nước biển. Nước biển trong các khe nứt giữ cho không gian mở trước các lực nội địa của sông băng. Vì nước biển có độ nhớt, sức căng bề mặt và khối lượng nên nó không thể lấp đầy khoảng trống ngay lập tức. Thay vào đó, tốc độ nước biển lấp đầy vết nứt mở giúp làm chậm quá trình lan truyền của vết nứt.

Olinger cho biết: “Trước khi chúng ta có thể cải thiện hiệu suất của các mô hình khối băng quy mô lớn và dự báo mực nước biển dâng trong tương lai, chúng ta phải có hiểu biết tốt dựa trên cơ sở vật lý về nhiều quá trình khác nhau ảnh hưởng đến sự ổn định của thềm băng”.

Tham khảo: “Sự kết hợp giữa đại dương giới hạn tốc độ đứt gãy đối với sự kiện lan truyền vết nứt thềm băng nhanh nhất” của Stephanie D. Olinger và Bradley B. Lipofsky và Marin A. Denol, ngày 05 tháng 02 năm 2024, Được cung cấp bởi Đại học Vịnh Ả Rập.
doi: 10.1029/2023AV001023

Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia. Đồng tác giả là Brad Lipofsky và Marine Degnole, cả hai đều là giảng viên của UW về khoa học trái đất và vũ trụ, những người đã bắt đầu tư vấn công việc khi còn học ở Harvard.