Ice in Motion: Satellieten leggen tientallen jaren van verandering vast

[univers]

Nieuwe time-lapse-video's van de gletsjers en ijskappen op aarde gezien vanuit de ruimte - sommige over bijna 50 jaar - bieden wetenschappers nieuwe inzichten in hoe de bevroren gebieden van de planeet veranderen.



Tijdens een persconferentie op 9 december tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de American Geophysical Union in San Francisco, brachten wetenschappers nieuwe tijdreeksen van beelden van Alaska, Groenland en Antarctica uit met behulp van gegevens van satellieten, waaronder de NASA-US Geological Survey Landsat-missies. Een serie afbeeldingen vertelt de dramatische veranderingen van de gletsjers van Alaska en kan waarschuwen voor de toekomstige terugtrekking van de Hubbard-gletsjer. Boven Groenland tonen verschillende satellietrecords een versnelling van de terugtrekking van gletsjers vanaf 2000, evenals smeltwatervijvers die zich in het laatste decennium naar hogere hoogten verspreiden, wat mogelijk de ijsstroom zou kunnen versnellen. En in Antarctische ijsplaten kon het uitzicht vanuit de ruimte meren onthullen die verborgen waren onder de wintersneeuw.

Met behulp van afbeeldingen van de Landsat-missie die teruggaat tot 1972 en doorgaat tot 2019, heeft glacioloog Mark Fahnestock van de Universiteit van Alaska Fairbanks zes-time time-lapses van elke gletsjer in Alaska en de Yukon aan elkaar genaaid.

"We hebben nu dit lange, gedetailleerde verslag waarmee we kunnen kijken naar wat er is gebeurd in Alaska," zei Fahnestock. "Wanneer je deze films afspeelt, krijg je een idee van hoe dynamisch deze systemen zijn en hoe onstabiel de ijsstroom is."


Smeltwatermeren vormen zich op het oppervlak van de Groenlandse Petermann-gletsjer, hier te zien in een Landsat-afbeelding van juni 2019. Een nieuwe studie constateert dat het aantal - en hoogte - smeltwatermeren in Greenalnd toeneemt.
Credits: Credit: NASA / USGS
De video's illustreren duidelijk wat er gebeurt met de gletsjers van Alaska in een warm klimaat, zei hij, en benadrukken hoe verschillende gletsjers op verschillende manieren reageren. Sommige tonen pieken die een paar jaar pauzeren, of meren die zich op de plek van het ijs bevonden, of zelfs het puin van aardverschuivingen die zich een weg banen naar de zee. Andere gletsjers tonen patronen die wetenschappers hints geven over wat veranderingen in gletsjer veroorzaakt.

De Columbia Glacier was bijvoorbeeld relatief stabiel toen de eerste Landsat-satelliet in 1972 werd gelanceerd. Maar vanaf het midden van de jaren tachtig begon de voorkant van de gletsjer zich snel terug te trekken en tegen 2019 was hij 20 km stroomopwaarts. Ter vergelijking: de Hubbard-gletsjer is de afgelopen 48 jaar 3 km (5 km) vooruitgegaan. Maar de time-lapse van Fahnestock eindigt met een afbeelding uit 2019 die een grote inkeping laat zien in de gletsjer, waar het ijs is afgebroken.

"Die afkalvende betaling is het eerste teken van zwakte van Hubbard Glacier in bijna 50 jaar - het is vooruitgang geboekt door het historische record," zei hij. Als dergelijke embayments de komende jaren aanhouden, kan dit een teken zijn dat er verandering zou kunnen komen naar Hubbard, zei hij: "De satellietbeelden laten ook zien dat dit soort afkalving aanwezig was in het decennium voordat Columbia zich terugtrok."

De Landsat-satellieten hebben het langste ononderbroken record van de aarde vanuit de ruimte opgeleverd. De USGS heeft oude Landsat-afbeeldingen opnieuw verwerkt, waardoor Fahnestock de helderste Landsat-scènes voor elke zomer, over elke gletsjer met de hand kon uitkiezen. Met software en rekenkracht van Google Earth Engine creëerde hij de reeks time-lapse-video's.

Wetenschappers gebruiken satellietrecords op lange termijn om ook naar Groenlandse gletsjers te kijken. Michalea King van de Ohio State University analyseerde gegevens van Landsat-missies uit 1985 om meer dan 200 van de grote outlet-gletsjers van Groenland te bestuderen. Ze onderzocht hoe ver de gletsjerfronten zijn teruggetrokken, hoe snel het ijs stroomt en hoeveel ijsgletsjers in deze periode verliezen.

Ze ontdekte dat de gletsjers van Groenland zich tussen 1985 en 2018 gemiddeld ongeveer 3 mijl (5 km) terugtrokken en dat de snelste terugtocht plaatsvond tussen 2000 en 2005. En toen ze keek naar de hoeveelheid gletsjerijs dat de oceaan binnenkwam, ontdekte ze dat het was relatief stabiel gedurende de eerste 15 jaar van het record, maar begon toen rond 2000 te stijgen.

"Deze gletsjers kalven meer ijs in de oceaan dan vroeger," zei King. “Er is een heel duidelijk verband tussen de terugtocht en de toenemende verliezen aan ijsmassa van deze gletsjers tijdens het record van 1985 tot nu. "Terwijl King het verloren ijs van de voorkant van de gletsjer analyseert, gebruikt James Lea van de Universiteit van Liverpool in het Verenigd Koninkrijk gegevens van satellieten om ijssmelting te onderzoeken bovenop de gletsjers en ijskappen van Groenland, waardoor smeltwatermeren ontstaan.

Deze smeltwatermeren kunnen tot 3 mijl (5 km) breed zijn en kunnen binnen enkele uren door het ijs lopen, zei Lea, wat invloed kan hebben op hoe snel het ijs stroomt. Met de rekenkracht van Google Earth Engine analyseerde Lea afbeeldingen van de Groenlandse ijskap van de Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) op de Terra-satellieten voor elke dag van elk smeltseizoen in de afgelopen 20 jaar - meer dan 18.000 afbeeldingen in totaal.

"We hebben gekeken hoeveel meren er per jaar zijn over de ijskap en vonden een stijgende trend in de afgelopen 20 jaar: een toename van 27 procent in meren," zei Lea. "We krijgen ook steeds meer meren op grotere hoogten - gebieden waarvan we tot 2050 of 2060 geen meren verwachtten."

Wanneer deze hooggelegen smeltwatervijvers door de ijskap slaan en wegvloeien, kan de ijskap versnellen, zei hij, het ijs dunner maken en zijn ondergang versnellen.

Het kost niet altijd tientallen jaren aan gegevens om polaire kenmerken te bestuderen - soms bieden slechts een jaar of twee inzichten. De Antarctische ijskap ervaart oppervlaktesmelt, maar er zijn ook meren enkele meters onder het oppervlak, geïsoleerd door lagen sneeuw. Om te zien waar deze ondergrondse meren zijn, gebruikte Devon Dunmire van de Universiteit van Colorado, Boulder, microgolfradarbeelden van de Sentinel-1-satelliet van de European Space Agency. Sneeuw en ijs zijn in principe onzichtbaar voor microgolfstraling, maar vloeibaar water absorbeert het sterk.

De nieuwe studie van Dunmire, gepresenteerd op de AGU-bijeenkomst, vond meren die verspreid lagen over de ijsplaten van George VI en Wilkins nabij het Antarctische schiereiland - zelfs een paar die gedurende de wintermaanden vloeibaar bleven. Deze verborgen meren komen misschien vaker voor dan wetenschappers hadden gedacht, zei ze en merkte op dat ze blijft zoeken naar vergelijkbare kenmerken in de ijsplaten van het continent.

“Er is niet veel bekend over distributie en hoeveelheid van deze ondergrondse meren, maar dit

water lijkt heersend te zijn op de ijsplaat in de buurt van het Antarctische schiereiland, "zei Dunmire," en het is een belangrijk onderdeel om te begrijpen, omdat is aangetoond dat smeltwater ijsplaten destabiliseert. "

Ga voor meer informatie over Landsat en de aanstaande Landsat 9-missie naar: https://nasa.gov/landsat of https://usgs.gov/landsat

https://www.nasa.gov/feature/goddard/20 ... -of-change