Pine Insel
Das östliche Thwaites-Schelfeis ist der schwimmende Endpunkt des Thwaites-Gletschers, eines der sich am schnellsten verändernden Gletscher in der Antarktis, der heute bis zu 4\% zum globalen Meeresspiegelanstieg beiträgt. Dieses schwimmende Schelfeis wird vor der Küste durch eine Untiefe stabilisiert und wirkt wie ein Damm, der den Abfluss des Eises vom Kontinent in den Ozean verlangsamt. Wenn dieses schwimmende Schelfeis auseinanderbricht, wird sich der Thwaites-Gletscher beschleunigen, und sein Beitrag zum Anstieg des Meeresspiegels wird sich um bis zu 25 % erhöhen. In den letzten Jahren zeigen Satellitenradaraufnahmen, dass sich viele neue Risse auftun. Ähnlich wie ein wachsender Riss in der Windschutzscheibe eines Autos bedeutet ein langsam wachsender Riss, dass die Windschutzscheibe schwach ist und ein kleiner Stoß gegen das Auto dazu führen kann, dass die Windschutzscheibe plötzlich in Hunderte von Glasscheiben zerspringt. Wir haben schwächere und stärkere Bereiche des Schelfeises kartiert und vermuten einen "Zickzack"-Weg, den die Risse durch das Eis nehmen könnten, was letztlich dazu führen könnte, dass das Schelfeis in nur 5 Jahren aufbricht und mehr Eis vom Kontinent abfließt. Das Schelfeis der Westantarktis stabilisiert sie gegen Ausreißmechanismen wie die Instabilität des Meereisschilds und des Meereiskliffs. Eine Zunahme des Kalbens am Pine Island- und Thwaites-Gletscher könnte daher einen weitaus größeren Rückzug ankündigen. Die Darstellung des sporadischen Ablösens von Eisbergen vom Schelfeis zusammen mit den vorangehenden kleineren Bruchprozessen bleibt jedoch eine kritische Herausforderung bei der Modellierung von Eisschilden. Ein beliebter Ansatz besteht darin, den Bruch und die Bereitschaft zum Kalben des Eises durch ein kontinuierliches "Schadensfeld" darzustellen. Darüber hinaus können viele bruch- oder versagensauflösende Modelle von Schelfeis, die auf das aktuelle Klima abgestimmt sind, bei veränderten Bedingungen versagen. Hier wird eine rechnerisch nachvollziehbare Beschreibung von Schäden auf Prozessebene vorgestellt, die auf einer linearen Stabilitätsanalyse von Gletscherspalten basiert, die sich in einer Potenzgesetz-Rheologie entwickeln. Dieses Modell verknüpft die Schadensentwicklung explizit mit den großräumigen Spannungen innerhalb eines Schelfeises und den klimatischen Einflüssen, d.h. mit Bruch- und Kalbungsprozessen, die auch unter sich ändernden Bedingungen robust bleiben. Wir zeigen, wie dieses Modell simulierte Endpositionen und -dicken für idealisierte, nicht abgestützte Eiszungen erzeugt, die mit Beobachtungen übereinstimmen, und wir untersuchen die Wechselwirkungen zwischen Abstützung und Schmelzrate auf die Schadensproduktion und die Stabilität des Schelfeises. Wenn man zulässt, dass Schäden die Eisdynamik beeinflussen (z. B. durch Entfernen von Eis, wenn das Eis ausreichend beschädigt ist, oder durch Kopplung von Schäden an die Eisrheologie), kann dies jedoch dazu führen, dass ein simuliertes Schelfeis fälschlicherweise zu einer nicht gestauchten Eiszunge wird.