I en avlägset belägen, iskall avkrok av planeten kommer världens öde att beseglas. Därför har 100 amerikanska och brittiska forskare slagit läger på den väldiga Thwaitesglaciären.
Runt de brandgula tälten breder snö och is ut sig så långt ögat når. Glaciären framstår som en osårbar kalott, men långt ner under dess yta är något väldigt fel.
Forskarna ingår i det femåriga projektet International Thwaites Glacier Collaboration (ITGC), som ska bedöma risken för att hela Västantarktis smälter, och när det i så fall kommer att ske.
Inne i tälten, skyddade från polarvinden, följer forskarna spänt händelserna 600 meter ner i havet under dem. Undervattensroboten Icefin sänder videobilder och oroande temperaturmätningar till ytan.
Den närmar sig den kritiska punkt som kallas grundningslinjen, där havsvattnet, berggrunden och den fasta glaciärisen möts. Sakta tonar istäcket fram som en skugga överst i bild.
När Icefin kommer inom några meters avstånd ser forskarna mönster i isväggen: Märken från två grader varmt, turbulent havsvatten som urholkar glaciären.
VIDEO: Följ Icefins möte med grundningslinjen
Undervattensroboten Icefin upptäckte urholkat mönster av varmt havsvatten i närheten av den plats där den flytande delen av Thwaites-glaciären möter berggrunden.
Om hela Thwaitesglaciären skulle hamna i havet hade vattennivån i världshaven stigit med 80 centimeter – och det hade knappast slutat där. Thwaitesglaciären är nämligen bara proppen i ett enormt badkar som riskerar att tömma hela Västantarktis på is.
Forskare landar på glaciären
Naturliga omständigheter gör istäcket på Västantarktis känsligare för temperaturhöjningar än de två andra stora istäckena, på Östantarktis och Grönland.
Större delen av istäcket på Västantarktis vilar nämligen på berggrund hundratals meter under havsytan.
Det gör att varmt havsvatten kan smälta isen underifrån, vilket går betydligt snabbare än när varm luft smälter isen på istäckets ovansida – precis som en iskub smälter snabbare i varmt vatten än i luft med motsvarande temperatur.
Varmt vatten och mild luft bryterner istäcket
Tvågradigt havsvatten tränger in till gränsen mellan den flytande shelfisen framför Thwaitesglaciären och det fasta istäcket. Där finns det en risk att vattnet tar sig in till en djup bassäng under glaciären.
Varmt vatten tar sig in under isen
Thwaitesglaciärens främre del består av flytande shelfis. När varmt havsvatten tränger in under isen bryts isberg loss från shelfisen, vilket innebär att glaciärens front tvingas tillbaka.
Smältvatten smörjer markytan
Varm luft smälter snö och is ovanifrån. Vattnet tränger ner genom sprickor i isen till berget under istäcket. Där fungerar vattnet som ett smörjmedel som får isen att glida ut mot havet.
Havsvatten tränger in i djup bassäng
Den fasta glaciären bromsas i dag av berget vid grundningslinjen.
Havsvatten tränger in i djup bassäng
Om vattnet passerar berggrunden kommer det att tränga in i en 1 500 meter djup bassäng och förvandla glaciären till en flytande shelfis.
Havsnivån kan stiga över nytt rev
Glaciären fortsätter att dra sig tillbaka tills fronten når nästa hinder, ett rev sju mil in under istäcket. Glaciären är dödsdömd om havet stiger över även detta hinder.
Under de senaste 30 åren har Thwaitesglaciären kalvat fler isberg än normalt. Glaciärfronten drar sig nu tillbaka fyra kilometer om året, medan den flytande shelfisen framför glaciären varje år släpper ifrån sig 126 miljarder ton is till havet.
Förlusten av ismassa är så stor att bara denna glaciär står för fyra procent av den årliga havshöjningen på 3,4 millimeter.
Fyra procent av den årliga globala havshöjningen kommer i dag från Thwaitesglaciären.
Hittills har forskarna följt det dramatiska händelseförloppet från satelliter, men för att exakt kunna förutsäga glaciärens öde krävs ett stort antal mätningar på plats.
Därför beviljade den amerikanska myndigheten National Science Foundation och det brittiska institutet British Antarctic Survey 50 miljoner dollar för att skicka forskare till glaciären under den antarktiska sommaren, som börjar i oktober och slutar i februari.
I januari och februari 2020 trotsade de vädergudarnas raseri och begav sig till kontinentens allra mest ödsliga och vindpinade plats.
Västantarktis är dödsdömt
2002 tog sig havsvattnet in under Antarktiska halvön till den lilla shelfisen Larsen B, som kollapsade.
Just den kollapsen var inget stort problem eftersom shelfisen redan flöt i vattnet, men om samma scenario skulle upprepas med Thwaitesglaciären kan det få katastrofala konsekvenser.
Shelfisar fungerar som bromsar
I takt med att havstemperaturen stiger har flytande shelfisar framför glaciärerna börjat kalva allt fler isberg. Om shelfisarna kollapsar kommer glaciärerna att kalva ännu fler isberg.
Glaciär förlorar 126 miljarder ton is om året
De brandgula färgerna visar den årliga förlusten av massa från isen bakom Thwaitesglaciären och Pine Island-glaciären mätt i kilo per kvadratmeter. Om glaciärerna smälter bort kommer världshaven att stiga med 80 centimeter.
Djuphavsgrav dränker Västantarktis
Bakom Thwaitesglaciären ligger Bentleys subglaciärgrav, som är 2 000 meter djup. Om glaciären drar sig tillbaka genom djuphavsgraven till Transantarktiska bergen kommer Västantarktis att bli ett hav.
Tio procent av isen på Antarktis utgörs av isströmmar, det vill säga områden av istäcket som rör sig snabbare än övrig is.
Thwaitesglaciären har en kilometertjock, 192 000 kvadratkilometer stor isström – en nästan lika stor yta som Storbritannien.
Just nu fungerar en flytande shelfis framför glaciären som en propp som bromsar isens väg mot havet, men om den skulle försvinna kommer isen att röra sig allt snabbare mot havet och få allt fler isberg att brytas av.
Thwaitesglaciären mynnar ut i Amundsenhavet i västra Antarktis. Shelfisen framför glaciären fungerar som en gigantisk plugg för isflödet bakom den, som på egen hand innehåller tillräckligt med vatten för att höja världshaven med 80 centimeter.
Bakom Thwaitesglaciären ligger djuphavsgraven Bentleys subglaciärgrav, som är över 2 000 meter djup och sträcker sig ända till Transantarktiska bergen, skiljelinjen mellan Väst- och Östantarktis.
Om glaciären drar sig tillbaka genom djuphavsgraven till bergskedjan kommer hela istäcket på Västantarktis troligen att kollapsa och efterlämna ett hav med bara några öar som sticker upp ur havet.
Då kommer världshaven att stiga med 3,3 meter och översvämma kuststäder runt om i världen. Därför kallar forskarna Thwaitesglaciären för ”domedagsglaciären”.
Varmt vatten förs upp ur djupet
Det varma havsvatten som just nu slickar Thwaitesglaciärens och dess granne Pine Island-glaciärens grundningslinje har gjort en lång resa hela vägen från Nordatlanten.
Där sjunker vattnet och driver en södergående havsström till Antarktis, där det bildar en bottenström som går runt kontinenten på cirka 530 meters djup.
Ovanför strömmen ligger den iskalla Antarktiska oceanen, där vattnets temperatur är minus två grader, strax över saltvattnets fryspunkt.
Den globala uppvärmningen har dock förändrat vindmönstren, vilket pressar upp bottenströmmens varmare vatten mot kontinentalsockeln och in mot glaciärerna.
Ett viktigt mål för undervattensroboten Icefin var därför att registrera turbulens i det stigande bottenvattnet vid Thwaitesglaciären.
Virvlar i vattnet gör nämligen att mer varmt vatten pressas mot istäcket. Icefins mätningar visar att glaciären smälter underifrån, men för att kunna förutsäga isens öde i en varmare värld behövs en fullständig bild av den hotade glaciären. För att få fram en sådan använder forskarna både sprängmedel och havsdäggdjur.
Bomber visar markytan
En av de stora frågorna är om markytan i en 1 500 meter djup bassäng under glaciären är ojämn eller slät. Ju slätare strukturen är, desto snabbare kan isen röra sig.
För att få svar på det låter forskarna små explosioner detonera inne på fast is. Ljudvågorna reflekteras av berget under isen och avslöjar topografin.
Särskilt intresserade är geologerna av ett högt rev sju mil in under istäcket, som kan bli det sista hindret för isens tillbakadragande. Explosionerna ska ge en exakt bild av berget och mäta dess toppar. Höjden på topparna avgör hur mycket havet behöver stiga innan glaciären är dödsdömd.
Isens kristallstruktur och kompakthet påverkar också hur snabbt glaciären glider över berget på havsbottnen. Radarmätningar från flygplan identifierar isens skikt ända ner till bottnen. Dessa mätningar har bland
annat avslöjat ett vattenfyllt hålrum under glaciären, bakom grundningslinjen.
Varmvattenborrningar genom både fast is och flytande shelfis har gjort det möjligt att placera ut sensorer i isen på bägge sidor av grundningslinjen.
Under de närmaste åren kommer sensorerna att visa hur snabbt glaciärens undersida rör sig. Borrhålen i shelfisen används även för att borra ut havsbottenkärnor, det vill säga borrprover av sediment.
De kan bland annat visa hur glaciären drog sig tillbaka när temperaturerna steg dramatiskt efter den senaste istiden för 11 700 år sedan, kunskaper som hjälper forskarna att förstå hur isen kommer att reagera på en framtida uppvärmning.
Automatiska väderstationer på glaciären, shelfisen och olika isberg mäter vindstyrka, lufttemperatur och havsis. Dessutom ska 18 sjöelefanter och weddellsälar förses med sensorer, som limmas fast bakom huvudet på dem.
Sälarna och sjöelefanterna lever i havet framför och under shelfisen, där de dyker ner till bottnen efter föda. På så sätt kan sensorerna registrera förhållanden i hela vattenpelaren.
Användningen av de stora havsdäggdjuren gör också att mätningarna kan genomföras på vintern då den tjocka havsisen hindrar alla fartyg.
Forskarna använder alla medel
Thwaitesglaciären har hittills bara observerats från satelliter, men nu ska 100 forskare med hjälp av flygplan, robotar och undervattensfarkoster undersöka exakt hur glaciären reagerar på den globala uppvärmningen.
Radar
Radarmätningar från flygplan avslöjar istäckets skiktningar och samspel med berggrunden. Mätningarna används för att förutsäga hur uppvärmningen kommer att påverka glaciären i framtiden.
Varmvattenborr
Ett borrhuvud av tinad snö spolar sig ner i shelfisen. Därefter borras så kallade kärnor ut ur havsbottnen. De visar hur mycket glaciären har dragit sig tillbaka sedan den senaste istiden.
Väderstation
Forskarna placerar ut väderstationer på shelfisen utanför glaciären samt på isberg i området. De mäter vinden, luftens temperatur, havsströmmarnas rörelser och isförhållandena till havs.
Robot
Undervattensroboten Icefin dyker in under shelfisen och mäter havstemperaturen vid grundningslinjen, där glaciärens fasta istäcke möter den underliggande berggrunden.
Glidfarkost
Havets motsvarighet till glidflygplan, som är förankrade i bojar på ytan, använder vattnets bärkraft för att röra sig. Glidfarkosterna registrerar vattnets turbulens, salthalt och strömmar kring shelfisen.
De mest direkta mätningarna av det varma bottenvattnets strömförhållanden och turbulens ska komma från så kallade glidfarkoster – miniubåtarnas svar på glidflygplan.
De saknar motor men rör sig genom att utnyttja vattnets bärkraft. Farkosterna ska utrustas med mikrofoner som spelar in ljudet av stora isberg som bryts loss från shelfisen, faller ner i havet och driver ut till sjöss.
Högre isväggar kan vara instabila
Ljuden blir både starkare och mer frekventa om shelfisen framför glaciären kollapsar och det varma havsvattnet passerar grundningslinjen.
Då kommer glaciären att dra sig tillbaka genom den 1 500 meter djupa bassängen bakom berget.
Samtidigt kommer glaciärfrontens lodräta isväggar att växa sig allt högre i takt med att glaciären drar sig tillbaka genom de bakomliggande isströmmarnas allt tjockare ismassa.
1 600 meter in under glaciären dyker undervattensroboten Icefin.
Ju högre isväggarna blir, desto oftare kommer de att brytas av lodrätt och bilda enorma isberg. När isbergen faller ner i vattnet bildas jättelika vågor, som sliter loss ännu mer is från glaciärfronten.
Denna process kan få glaciären att löpa amok i en självförstärkande process, där isen spricker fortare än vad de nuvarande ismodellerna förutsäger. Ingen vet dock med säkerhet om skräckscenariot kommer att bli verklighet.
All data som forskarna samlar in i fält ska därför användas för att utveckla modeller av glaciären som kopplar samman förhållanden i isen, berget, havet och atmosfären. Forskarnas data ska bidra till att besvara tre avgörande frågor.
Video: Flyg ut på Domedagsglaciärens gungande is.
Följ med ombord på Antarktis-expeditionens radarflygplan varifrån forskarna på säkert avstånd kan studera världens farligaste glaciärer.
Först och främst ska forskarna beräkna hur mycket Thwaitesglaciären kommer att bidra till havshöjningen fram till år 2100. De nuvarande modellerna för detta opererar med ett intervall mellan 30 centimeter och drygt 100 centimeter.
Sedan ska forskarna avgöra om utvecklingen är ofrånkomlig, med eller utan global uppvärmning. Haven, som reagerar långsammare på temperaturförändringar än luften, kommer att vara varma i århundraden efter det att luften kylts ner.
Forskarna ska undersöka om revet sju mil under istäcket kommer att fungera som ett effektivt hinder som kan stoppa glaciärens tillbakadragande eller åtminstone skjuta upp det i årtionden eller århundraden.
80 centimeter kommer den globala vattennivån att stiga om Thwaitesglaciären kollapsar.
Om världshaven stiger så mycket att hindret översvämmas riskerar hela den 192 000 kvadratkilometer stora isströmmen bakom domedagsglaciären att hamna i havet och få istäcket på Västantarktis att kollapsa.
Sist men inte minst ska modellerna ge svar på om det värsta scenariot kommer att inträffa nästa århundrade eller om vi har längre tid på oss.