Ľadový šelf Thwaites v Západnej Antarktíde je kľúčový pre pochopenie dynamických procesov ľadových šelfov a ich dôsledkov pre globálne stúpanie morskej hladiny. Predstavuje jednu z najrýchlejšie sa meniacich oblastí v Antarktíde, pričom samotný ľadovec Thwaites by mohol prispieť až 65 cm k stúpaniu morskej hladiny z jeho súčasnej odvodňovacej oblasti. Štúdia Wang et al. (2025) sa zameriava na meranie a charakteristiku zlomov v tomto rýchlo sa meniacom regióne, ktoré sú kľúčové pre štrukturálnu integritu ľadových šelfov.

Na prekonanie obmedzených meraní vertikálnej štruktúry zlomov vyvinuli vedci nový pracovný postup. Využili na to geolokalizované výšky fotónov zo satelitu NASA ICESat-2 ATL03, čo umožnilo prvé merania vertikálnych zlomov naprieč Thwaitesom od roku 2018 do roku 2024. Tento postup zahŕňa nový algoritmus viacškálovej adaptívnej binárnej segmentácie (MABS) na generovanie výškových profilov povrchu a vylepšený objektovo orientovaný algoritmus detekcie zlomov. Ako normalizovanú metriku na kvantifikáciu vertikálneho rozsahu zlomov a ukazovateľ štrukturálneho poškodenia zaviedli pomer hĺbky zlomu k voľnému okraju ľadu (fracture depth/freeboard ratio).

Odlišné správanie východnej a západnej časti

Štúdia odhalila výrazné rozdiely v správaní zlomov a prúdenia ľadu medzi východným ľadovým šelfom a západným ľadovcovým jazykom Thwaitesu.

• Východná časť ľadového šelfu: V tejto časti sa intenzita zlomov zintenzívnila pozdĺž severozápadnej strižnej zóny a v blízkosti línie uviaznutia (grounding line). Pozorovalo sa vzájomne sa posilňujúca spätná väzba medzi zvýšeným lámaním ľadu a zrýchleným prúdením ľadu. Prúdenie ľadu vo východnej časti sa v rokoch 2018 až 2024 výrazne zrýchlilo, pričom v severozápadnej strižnej zóne došlo k nárastu rýchlosti o 136 %. Toto zrýchlenie súvisí so zvýšeným strihovým namáhaním (shear strain rate), ktoré sa zvýšilo takmer 15-násobne, a s pozdĺžnym naťahovaním v blízkosti línie uviaznutia, ktoré sa strojnásobilo. Tieto zmeny naznačujú prebiehajúce štrukturálne poškodenie ľadového šelfu.
• Západná časť ľadovcového jazyka: Táto časť si udržala relatívne stabilnú zónu aktívneho vzniku trhlín približne 15 km po prúde od historickej línie uviaznutia z roku 2011. Zmeny rýchlosti prúdenia boli primárne obmedzené na neobmedzenú spodnú časť, pričom sa prejavil celkový trend spomalenia, zatiaľ čo horná časť zostala stabilná. To podčiarkuje úlohu podmienok bočných okrajov pri riadení správania sa ľadového šelfu v oblasti zlomov a prúdenia.

Spojenie s atmosférickými a oceánskymi podmienkami

Štúdia tiež skúmala potenciálne väzby medzi variabilitou zlomov a prúdenia a atmosférickými a oceánskymi podmienkami pomocou dát z reanalýzy.

• Atmosférické podmienky: Pozorovalo sa výrazné oteplenie atmosféry v regióne Thwaites od roku 2019 do roku 2022, najmä počas zimných mesiacov, pričom zima 2019 zaznamenala anomáliu teploty vzduchu približne o 5 °C nad priemerom z rokov 1979-2010. Tieto teplé atmosférické podmienky súviseli so znížením koncentrácie morského ľadu. Zvýšené rýchlosti prúdenia na východnom ľadovom šelfe a nárast pomeru hĺbky zlomu k voľnému okraju sa časovo zhodovali s obdobiami teplých zimných teplôt a zníženého morského ľadu.
• Oceánske podmienky: Hoci reanalýza oceánskych dát naznačuje celkový trend ochladzovania pozdĺž pobrežia Thwaitesu, v blízkosti východného ľadového šelfu sa vyskytovala pretrvávajúca anomália teplej vody v plytších hĺbkach (10-200 m). Táto anomália teplej vody sa zhodovala s výrazným poklesom koncentrácie morského ľadu a mohla uľahčiť výstup teplejšej vody (Circumpolar Deep Water – CDW) k ľadovému šelfu, čo pravdepodobne urýchlilo bazálne topenie a podporilo rast zlomov v oblastiach vysokého namáhania. Naopak, oblasť v blízkosti západného ľadovcového jazyka vykazovala počas rovnakého obdobia pretrvávajúce ochladzovanie a zosladzovanie, čo sa zhoduje s pozorovaným spomalením prúdenia ľadu v tejto oblasti.

Tieto zistenia naznačujú, že interakcie medzi atmosférou, morským ľadom a oceánom ovplyvňujú štrukturálnu integritu ľadového šelfu prostredníctvom bazálnych procesov. Ak bude tlmiaci účinok ľadových vyvýšenín na východe naďalej slabnúť, pravdepodobnosť rýchleho ústupu východného ľadového šelfu sa v blízkej budúcnosti výrazne zvýši. Štúdia zdôrazňuje potrebu budúcich výskumov, ktoré by integrovali satelitné pozorovania zlomov s numerickými modelmi lámania a prúdenia ľadu, aby sa lepšie pochopila dynamika oslabovania a ústupu ľadových šelfov. JaroR

Celá štúdia bola publikovaná v časopise Journal of Geophysical Research Earth Surface .