Snurrande undervattensvirvlar, kända som submesoskala stormar, står för 20 procent av issmältningen under Thwaites glaciärs isshelf i Antarktis. Dessa fenomen fångar varm djupvatten under isen och påskyndar smältningen i en återkopplingsloop. När klimatet värms upp kan de förstärkas och bidra till en större havsnivåhöjning än tidigare förväntat.
Thwaites-glaciären, ofta kallad "domedagsglaciären" på grund av dess potential att höja den globala havsnivån med 65 centimeter vid kollaps, förlorar 50 miljarder ton is årligen. Forskare har identifierat undervattens"stormar" – virvlar upp till 10 kilometer breda – som nyckeldrivkrafter för denna smältning. Dessa submesoskala fenomen uppstår när havsvatten med olika densiteter eller temperaturer kolliderar, liknande hur orkaner utvecklas i atmosfären.
Mattia Poinelli vid University of California, Irvine, förklarar: "De har så mycket rörelse och är verkligen svåra att stoppa. Så det enda sättet de kan gå är att fastna under isen." När de väl är fångade i håligheten under isshelfen trycker virvlarna ut kallare ytvatten och drar upp varmare, saltare djupvatten som smälter isen underifrån. Denna process frigör färsk smältvatten som interagerar med det varma vattnet för att förstärka virvelns rotation, vilket skapar en återkopplingsloop som ökar ytterligare smältning.
Modellering av Poinelli och kollegor visade att dessa stormar stod för en femtedel av den totala smältningen över Thwaites och grannarna Pine Island isshelfar under nio månader. Detta är den första kvantifieringen av deras inverkan på en hel isshelf. Isshelfar som Thwaites fungerar som bromsar på glaciärflödet ut i havet och skyddar dem mot vågor.
Stödjande bevis kommer från en händelse 2022 då en djupvattenboj fångades av en virvel under Stancomb-Wills istunga. Cathrine Hancock vid Florida State University och hennes team uppskattade att sådana virvlar orsakar 0,11 meter årlig smältning där. Hancock noterar: "Det visar att konceptet med en virvel som snurrar under en isshelf är viktigt." Hon föreslår att liknande effekter från mindre stormar kräver bättre kvantifiering.
När den globala uppvärmningen ökar färskt smältvatten runt Antarktis förväntas dessa undervattensstormar stärkas. Tiago Dotto vid UK National Oceanography Centre beskriver resultaten som "förbluffande" och uppmanar till fler observationer under isen, särskilt mitt i ändrade vindmönster och havsis. Studien publiceras i Nature Geoscience (DOI: 10.1038/s41561-025-01831-z).