Tento blogový příspěvek podrobně zkoumá, jak vysoké teploty moře a oceánské proudy v oblasti západní Antarktidy koncentrují teplou vodu pod malými ledovými šelfy, čímž urychlují tání, a co tento jev znamená pro změny ledových šelfů v celé Antarktidě.
Antarktický kontinent obsahuje obrovské množství ledu, které by v případě úplného roztavení zvýšilo hladinu moří přibližně o 57 metrů. Mezi tímto ledem se šelfové ledovce označují jako struktury, kde se masivní ledový příkrov pokrývající pevninu, silný několik kilometrů, pohybuje směrem k pobřeží vlivem gravitace, přičemž část se rozprostírá nad pevninou a plovoucí na moři. Přibližně 75 % antarktického pobřeží je pokryto takovými ledovými šelfy, jejichž tloušťka se pohybuje od 100 metrů do 1 000 metrů v závislosti na regionu. Měnící se hmotnost ledových šelfů v čase úzce souvisí s globálním oteplováním a je považována za klíčový prvek ve výzkumu změny klimatu. Mezi faktory způsobující úbytek ledu z ledových šelfů je relativně dobře sledované množství ledu odlomeného jako ledovce. Údaje o tom, kolik ledu se taje a mizí ze spodní strany ledového šelfu v důsledku vlivu teplé mořské vody, jsou však již dlouho vzácné. Je to proto, že spodní strana ledového šelfu je extrémně obtížně dostupná. V poslední době změny ve větrných vzorech kolem Antarktidy umožnily pronikání teplejší hluboké vody pod ledové šelfy, což zvyšuje potřebu přesného měření tohoto procesu. Tání na základně ledového šelfu přímo ovlivňuje stoupání hladiny moří v okolí Antarktidy.
Celková hmotnost ledového šelfu je určena čtyřmi faktory. Zaprvé, zásoba ledu proudícího z pevniny a tvořícího ledový šelf je klíčovým faktorem zvyšujícím jeho hmotnost. Zadruhé, množství sněhu hromadícího se na povrchu ledového šelfu také přispívá k jeho růstu. Naopak množství ledu, které se odlamuje jako ledovce a unáší se do oceánu, snižuje hmotnost ledového šelfu. Podobně množství ledu, které taje od základny ledového šelfu v důsledku vlivu teplé mořské vody, také způsobuje zmenšování ledového šelfu. Celková změna hmotnosti ledového šelfu se vypočítává na základě interakce těchto čtyř faktorů. Teprve nedávno, díky akumulaci satelitních dat, je možné tyto prvky přesně analyzovat.
Množství ledu proudícího z pevniny a tvořícího ledový šelf se vypočítává měřením rychlosti proudění a tloušťky ledu na hranici, kde se ledový šelf setkává s pevninou. Rychlost proudění ledu lze vypočítat s přesností na centimetr porovnáním dvou radarových snímků pořízených satelity v pravidelných časových intervalech. Tloušťka ledu se vypočítává měřením výšky ledu plovoucího na vodní hladině pomocí satelitních výškoměrů, přičemž se zohledňuje vztlak vyplývající z rozdílu hustoty mezi ledem a mořskou vodou.
Množství sněhu hromadícího se na ledovém šelfu se vypočítává kombinací ledových jader získaných vrtáním s modely klimatické predikce, čímž se dosahuje relativně vysoké přesnosti. Množství ledu ztraceného jako ledovce lze měřit na základě plochy a tloušťky ledovce. V praxi je však sledování obtížné, protože ledovce se rychle pohybují a rychle tají v mořské vodě, což ztěžuje přesnou kvantifikaci. Proto, aby byla zajištěna dlouhodobá spolehlivost, vědci nepřímo vypočítávají úbytek hmotnosti v důsledku odlupování ledovce měřením rychlosti a tloušťky ledu na referenční linii několik kilometrů ve vnitrozemí od okraje ledového šelfu. Změny celkové plochy a tloušťky ledového šelfu se používají k určení celkového nárůstu nebo poklesu hmotnosti ledového šelfu, což také umožňuje odhadnout množství tajícího a mizejícího ledu ze základny ledového šelfu.
Výzkumné závěry ukazují, že množství ledu dodaného z pevniny na celý antarktický ledový šelf za jeden rok činilo přibližně 2.049 bilionu tun, zatímco sníh nahromaděný na povrchu ledového šelfu dosáhl asi 444 miliard tun. Naopak ztráta ledu oddělením ledovců od ledových šelfů dosáhla asi 1.321 bilionu tun, zatímco ztráta ledu v důsledku tání na základně ledového šelfu, ovlivněná teplou mořskou vodou, činila přibližně 1.454 bilionu tun. Celý antarktický ledový šelfový systém zaznamenal roční úbytek hmotnosti přibližně 282 miliard tun. Z těchto ztrát tvořilo tání základny ledového šelfu v průměru 52 %, ale vykazovalo významné regionální rozdíly, které se pohybovaly od minima 10 % do maxima 90 %.
Analýza rozdělující antarktické vody do čtyř zón na základě zeměpisné délky odhalila, že v malých ledových šelfech, jako je Pine Island Ice Shelf a Croz Ice Shelf v oblasti západní Antarktidy, tání základny ledového šelfu představovalo průměrně 74 %. Naproti tomu v jiných oblastech se obecně pohybovalo kolem 40 %. Zejména Filchner-Ronne Ice Shelf (rozprostírající se v severní a jihozápadní Antarktidě) a Ross Ice Shelf (jižní Antarktida), které dohromady produkují přibližně třetinu všech antarktických ledovců, vykazovaly velmi nízký podíl tání dna ledového šelfu, pouhých 17 %.
Deset největších ledových šelfů, které pokrývají 91 % plochy antarktického ledového šelfu, představuje pouze asi polovinu celkového objemu tání dna antarktického ledového šelfu. Zbývající polovina se vyskytuje na malých ledových šelfech, které pokrývají pouze 9 % celkové plochy. Tento jev vzniká proto, že malé ledové šelfy jsou soustředěny v relativně teplejších vodách Západoantarktického moře. Přístup použitý v minulých studiích – pouhá extrapolace dat soustředěných na velké ledové šelfy proporcionálně podle plochy – proto pravděpodobně výrazně nadhodnotil celkový objem tání dna antarktického ledového šelfu.
Při zkoumání objemu tání dna ledových šelfů na jednotku plochy byl průměr v Antarktidě přibližně 0.81 metru ročně. Regionální rozdíly však byly značné a pohybovaly se od 0.07 metru do maxima 15.96 metru. Malé ledové šelfy v západní Antarktidě vykazovaly velmi vysoké rychlosti tání, zatímco velké ledové šelfy v jiných oblastech vykazovaly relativně nízké rychlosti. Tyto rozdíly jsou důsledkem komplexní interakce topografie pod ledovými šelfy a teplotní struktury mořské vody. Tání je obzvláště intenzivní pod ledovými šelfy blízko pevniny, zatímco mrznutí mořské vody ve skutečnosti roste se vzdáleností od pevniny. Tato zjištění potvrzují, že tání pod ledem v antarktických ledových šelfech se významně liší v závislosti na místních podmínkách a mořském prostředí a že má zásadní vliv na globální vzestup hladiny moří a klimatický systém.
