Il flusso di ghiaccio è più sensibile allo stress di quanto si pensasse

La velocità del flusso di ghiaccio del ghiacciaio è più sensibile allo stress di quanto calcolato in precedenza, secondo un nuovo studio dei ricercatori del MIT che capovolge un’equazione vecchia di decenni usata per descrivere il flusso di ghiaccio. Nella foto è il campo di ghiaccio di Juneau in Alaska. Credito: Joanna Millstein

Le modifiche a un’equazione chiave del flusso di ghiaccio potrebbero affinare le stime dell’innalzamento del livello del mare.

La velocità del flusso di ghiaccio del ghiacciaio è più sensibile allo stress di quanto calcolato in precedenza, secondo un nuovo studio di[{” attribute=””>MIT researchers that upends a decades-old equation used to describe ice flow.

Stress in this case refers to the forces acting on Antarctic glaciers, which are primarily influenced by gravity that drags the ice down toward lower elevations. Viscous glacier ice flows “really similarly to honey,” explains Joanna Millstein, a PhD student in the Glacier Dynamics and Remote Sensing Group and lead author of the study. “If you squeeze honey in the center of a piece of toast, and it piles up there before oozing outward, that’s the exact same motion that’s happening for ice.”

The revision to the equation proposed by Millstein and her colleagues should improve models for making predictions about the ice flow of glaciers. This could help glaciologists predict how Antarctic ice flow might contribute to future sea level rise, although Millstein said the equation change is unlikely to raise estimates of sea level rise beyond the maximum levels already predicted under climate change models.

Joanna Millstein

Joanna Millstein, pictured here in Western Greenland. Viscous glacier ice flows “really similarly to honey,” explains Millstein. Credit: Robert Hawley

“Almost all our uncertainties about sea level rise coming from Antarctica have to do with the physics of ice flow, though, so this will hopefully be a constraint on that uncertainty,” she says.

Other authors on the paper, published in Nature Communications Earth and Environment, include Brent Minchew, the Cecil and Ida Green Career Development Professor in MIT’s Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, and Samuel Pegler, a university academic fellow at the University of Leeds.

Benefits of big data

The equation in question, called Glen’s Flow Law, is the most widely used equation to describe viscous ice flow. It was developed in 1958 by British scientist J.W. Glen, one of the few glaciologists working on the physics of ice flow in the 1950s, according to Millstein.

With relatively few scientists working in the field until recently, along with the remoteness and inaccessibility of most large glacier ice sheets, there were few attempts to calibrate Glen’s Flow Law outside the lab until recently. In the recent study, Millstein and her colleagues took advantage of a new wealth of satellite imagery over Antarctic ice shelves, the floating extensions of the continent’s ice sheet, to revise the stress exponent of the flow law.

Juneau Ice Field in Alaska

Pictured is the Juneau ice field in Alaska. Credit: Joanna Millstein

“In 2002, this major ice shelf [Larsen B] è crollato in Antartide e tutto ciò che abbiamo da quel crollo sono due immagini satellitari a un mese di distanza “, dice. “Ora, su quella stessa area possiamo arrivare [imagery] ogni sei giorni”.

La nuova analisi mostra che “il flusso di ghiaccio nelle regioni più dinamiche e in rapido cambiamento dell’Antartide – le piattaforme di ghiaccio, che sostanzialmente trattengono e abbracciano l’interno del ghiaccio continentale – è più sensibile allo stress di quanto si pensi comunemente”, afferma Millstein . . È ottimista sul fatto che il crescente record di dati satellitari aiuterà a catturare i rapidi cambiamenti in Antartide in futuro, fornendo informazioni sui processi fisici sottostanti dei ghiacciai.

Ma lo stress non è l’unica cosa che influenza il flusso di ghiaccio, osservano i ricercatori. Altre parti dell’equazione della legge di flusso rappresentano differenze di temperatura, dimensione e orientamento dei granelli di ghiaccio e impurità e acqua contenute nel ghiaccio, tutte cose che possono alterare la velocità del flusso. Fattori come la temperatura potrebbero essere particolarmente importanti per capire in che modo il flusso di ghiaccio influirà sull’innalzamento del livello del mare in futuro, afferma Millstein.

Cracking sotto sforzo

Millstein e colleghi stanno anche studiando la meccanica del collasso della calotta glaciale, che coinvolge modelli fisici diversi da quelli utilizzati per comprendere il problema del flusso di ghiaccio. “La rottura e la rottura del ghiaccio è ciò su cui stiamo lavorando ora, utilizzando le osservazioni della velocità di deformazione”, afferma Millstein.

I ricercatori utilizzano InSAR, immagini radar della superficie terrestre raccolte dai satelliti, per osservare le deformazioni delle calotte glaciali che possono essere utilizzate per effettuare misurazioni precise della deformazione. Osservando le aree di ghiaccio con tassi di deformazione elevati, sperano di comprendere meglio la velocità con cui i crepacci e le spaccature si propagano per innescare il collasso.

Riferimento: “La viscosità del ghiaccio è più sensibile allo stress di quanto comunemente ritenuto” di Joanna D. Millstein, Brent M. Minchew e Samuel S. Pegler, 10 marzo 2022, Comunicazioni Natura Terra e Ambiente.
DOI: 10.1038 / s43247-022-00385-x

La ricerca è stata sostenuta dalla National Science Foundation.

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