ในวิชาธารน้ำแข็งวิทยาแผ่นน้ำแข็งหรือที่รู้จักกันในชื่อธารน้ำแข็งภาคพื้นทวีป^{[ 2 ] คือมวลน้ำแข็งธารน้ำแข็งที่ปกคลุมพื้นที่โดยรอบและมีขนาดใหญ่กว่า 50,000 ตารางกิโลเมตร (19,000 ตารางไมล์) [ 3 ]}แผ่น^{น้ำแข็งที่}มีอยู่ใน^{ปัจจุบัน}สองแผ่น^{คือแผ่นน้ำแข็ง}แอนตาร์กติกาและแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์แผ่นน้ำแข็งเป็นมวลน้ำแข็งธารน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดบนโลก ซึ่งแตกต่างจากแผ่นน้ำแข็ง ขนาดเล็ก หรือธารน้ำแข็ง บนเทือกเขาแอ ลป์ แผ่นน้ำแข็งอาจมีโดมน้ำแข็ง หลายแห่ง ซึ่งเป็นพื้นที่สูงทางภูมิประเทศที่น้ำแข็งไหลออกไปด้านนอก และโดยทั่วไปจะถูกระบายออกโดยธารน้ำแข็งและธารน้ำแข็งที่ไหลออกรอบๆ ขอบของ แผ่นน้ำแข็ง

แม้ว่าพื้นผิวจะเย็น แต่โดยทั่วไปแล้วฐานของแผ่นน้ำแข็งจะอุ่นกว่าเนื่องจาก ความร้อน ใต้พิภพในบางจุดจะเกิดการละลาย และน้ำที่ละลายจะช่วยหล่อลื่นแผ่นน้ำแข็งทำให้มันไหลได้เร็วขึ้น กระบวนการนี้ทำให้เกิดช่องทางที่ไหลเร็วภายในแผ่นน้ำแข็ง ซึ่งเรียกว่าธาร น้ำแข็ง

แม้แต่แผ่นน้ำแข็งที่เสถียรก็ยังมีการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากน้ำแข็งค่อยๆ ไหลออกไปจากที่ราบสูงตอนกลาง ซึ่งเป็นจุดที่สูงที่สุดของแผ่นน้ำแข็ง และไปทางขอบ ความลาดชันของแผ่นน้ำแข็งจะต่ำบริเวณที่ราบสูง แต่จะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วที่ขอบ^{[ 4 ]}

อุณหภูมิอากาศโลกที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต้องใช้เวลาประมาณ 10,000 ปีในการแพร่กระจายโดยตรงผ่านน้ำแข็งก่อนที่จะส่งผลต่ออุณหภูมิพื้นน้ำแข็ง แต่ก็อาจมีผลกระทบผ่านการละลายของพื้นผิวที่เพิ่มขึ้น ทำให้เกิดทะเลสาบเหนือธารน้ำแข็ง มากขึ้น ทะเลสาบเหล่านี้อาจส่งน้ำอุ่นไปยังฐานธารน้ำแข็งและอำนวยความสะดวกในการเคลื่อนที่ของธารน้ำแข็ง^{[ 5 ]}

การขยายตัวของแผ่นน้ำแข็งเป็นเอกลักษณ์ของยุคน้ำแข็งซึ่งเกิดขึ้นในช่วงยุคน้ำแข็งต่างๆ ตลอด ประวัติศาสตร์ของโลกมีแผ่นน้ำแข็งมากมายหลายแบบใน ช่วง สูงสุดของยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้าย แผ่นน้ำแข็ง ลอเรนไทด์และคอร์ดีลเลียนได้รวมตัวกับแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ปกคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของทวีปอเมริกาเหนือในช่วงเวลาเดียวกันแผ่นน้ำแข็งไวเชลเลียน ปกคลุม ยุโรปเหนือและแผ่นน้ำแข็งปาตาโกเนียปกคลุมอเมริกาใต้ ตอนใต้ การถอยร่นและการหายไปของแผ่นน้ำแข็งเหล่านี้เป็นจุดเริ่มต้นของยุคระหว่างน้ำแข็งโฮโลซีน ในปัจจุบัน และการถอยร่นอย่างต่อเนื่องและชะตากรรมในอนาคตของแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกา มีบทบาทสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและ การเพิ่มขึ้นของระดับ น้ำ ทะเล

แผ่นน้ำแข็งคือมวลน้ำแข็งที่ปกคลุมพื้นที่ขนาดเท่าทวีป ซึ่งหมายความว่ามีพื้นที่มากกว่า 50,000 ตารางกิโลเมตร^[ 4 ^{]แผ่นน้ำแข็ง}สองแผ่นที่มีอยู่ในปัจจุบันในกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกามีพื้นที่มากกว่าคำจำกัดความขั้นต่ำนี้มาก โดยมีพื้นที่ 1.7 ล้านตารางกิโลเมตร^และ 14 ล้านตารางกิโลเมตร^ตามลำดับ แผ่นน้ำแข็งทั้งสองแผ่นมีความหนามาก เนื่องจากประกอบด้วยชั้นน้ำแข็งต่อเนื่องที่มีความหนาเฉลี่ย 2 กิโลเมตร (1 ไมล์) ^{[ 1 ] [ 6 ]}ชั้นน้ำแข็งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากหิมะส่วนใหญ่ที่ตกลงบนแผ่นน้ำแข็งไม่ละลาย แต่ถูกอัดแน่นด้วยมวลของชั้นหิมะใหม่^{[ 4 ]}

กระบวนการเติบโตของแผ่นน้ำแข็งนี้ยังคงเกิดขึ้นในปัจจุบัน ดังที่เห็นได้ชัดจากตัวอย่างที่เกิดขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองเครื่องบินรบ Lockheed P-38 Lightningตกในกรีนแลนด์ในปี 1942 และถูกกู้ขึ้นมาได้ในอีก 50 ปีต่อมา ในเวลานั้นมันถูกฝังอยู่ใต้น้ำแข็งหนา 81 เมตร (268 ฟุต) ซึ่งก่อตัวขึ้นในช่วงเวลาดังกล่าว^{[ 7 ]}

แม้แต่แผ่นน้ำแข็งที่เสถียรก็ยังมีการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากน้ำแข็งค่อยๆ ไหลออกไปจากที่ราบสูงตอนกลาง ซึ่งเป็นจุดที่สูงที่สุดของแผ่นน้ำแข็ง และไปยังขอบ แผ่นน้ำแข็งมีความลาดชันต่ำบริเวณที่ราบสูง แต่จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วที่ขอบ^{[ 4 ]}ความแตกต่างของความลาดชันนี้เกิดขึ้นเนื่องจากความไม่สมดุลระหว่างการสะสมน้ำแข็งสูงในที่ราบสูงตอนกลางและการสะสมที่ต่ำกว่า รวมถึงการละลาย ที่สูง กว่าที่ขอบ ความไม่สมดุลนี้จะเพิ่มแรงเฉือนบนธารน้ำแข็งจนกระทั่งเริ่มไหล ความเร็วการไหลและการเสียรูปจะเพิ่มขึ้นเมื่อเข้าใกล้เส้นสมดุลระหว่างสองกระบวนการนี้^{[ 8 ] [ 9 ]}การเคลื่อนไหวนี้เกิดจากแรงโน้มถ่วงแต่ถูกควบคุมโดยอุณหภูมิและความแข็งแรงของฐานธารน้ำแข็งแต่ละแห่ง กระบวนการหลายอย่างเปลี่ยนแปลงปัจจัยทั้งสองนี้ ส่งผลให้เกิดกิจกรรมที่เพิ่มขึ้นเป็นวัฏจักรสลับกับช่วงเวลาที่ไม่มีกิจกรรมนานขึ้น ในช่วงเวลาตั้งแต่รายชั่วโมง (เช่น กระแสน้ำขึ้นน้ำลง) ไปจนถึงศตวรรษ (วัฏจักร Milankovich) ^{[ 9 ]}

ในแต่ละชั่วโมงที่ไม่เกี่ยวข้องกัน การเคลื่อนที่ของน้ำแข็งสามารถถูกปรับเปลี่ยนได้โดยกิจกรรมน้ำขึ้นน้ำลง อิทธิพลของการแกว่งตัวของน้ำขึ้นน้ำลง 1 เมตร สามารถรู้สึกได้ไกลถึง 100 กิโลเมตรจากทะเล^{[ 10 ]} ในช่วง น้ำขึ้นสูงสุดธารน้ำแข็งจะยังคงอยู่นิ่งเกือบเป็นเวลาหลายชั่วโมง ก่อนที่จะพุ่งขึ้นประมาณหนึ่งฟุตในเวลาไม่ถึงหนึ่งชั่วโมง หลังจากน้ำขึ้นสูงสุด จากนั้นก็จะอยู่ในสภาวะนิ่งจนกว่าจะเกิดการพุ่งขึ้นอีกครั้งในช่วงกลางหรือปลายน้ำลง^{[ 11 ] [ 12 ]}ในช่วงน้ำลงน้อย ปฏิสัมพันธ์นี้จะเด่นชัดน้อยลง และการพุ่งขึ้นจะเกิดขึ้นประมาณทุก 12 ชั่วโมง^{[ 11 ]}

อุณหภูมิอากาศโลกที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต้องใช้เวลาประมาณ 10,000 ปีในการแพร่กระจายโดยตรงผ่านน้ำแข็งก่อนที่จะส่งผลต่ออุณหภูมิพื้นน้ำแข็ง แต่ก็อาจมีผลกระทบผ่านการละลายของพื้นผิวที่เพิ่มขึ้น ทำให้เกิดทะเลสาบเหนือธารน้ำแข็ง มากขึ้น ทะเลสาบเหล่านี้อาจส่งน้ำอุ่นไปยังฐานธารน้ำแข็งและอำนวยความสะดวกในการเคลื่อนที่ของธารน้ำแข็ง^{[ 5 ]}ทะเลสาบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า ~300 เมตร สามารถสร้างรอยแตกที่เต็มไปด้วยของเหลวที่ส่วนต่อประสานระหว่างธารน้ำแข็งกับพื้นน้ำแข็ง เมื่อรอยแตกเหล่านี้เกิดขึ้น เนื้อหาทั้งหมดของทะเลสาบ (ซึ่งค่อนข้างอุ่น) สามารถไปถึงฐานของธารน้ำแข็งได้ในเวลาเพียง 2–18 ชั่วโมง ซึ่งจะช่วยหล่อลื่นพื้นน้ำแข็งและทำให้ธารน้ำแข็งเคลื่อนตัวอย่างรวดเร็ว [ ^{13 ] น้ำ}ที่ไปถึงพื้นน้ำแข็งอาจแข็งตัวที่นั่น ทำให้ความหนาของธารน้ำแข็งเพิ่มขึ้นโดยการดันขึ้นมาจากด้านล่าง^{[ 14 ]}

เมื่อขอบสิ้นสุดที่เขตทะเล น้ำแข็งส่วนเกินจะถูกระบายออกทางธารน้ำแข็งหรือธารน้ำแข็งที่ไหลออก จากนั้นน้ำแข็งจะตกลงสู่ทะเลโดยตรงหรือสะสมอยู่บนชั้นน้ำแข็งลอย^{[ 4 ​​] : 2234} ชั้นน้ำแข็งเหล่านั้นจะแตกตัวเป็นภูเขาน้ำแข็งที่ขอบหากมีน้ำแข็งมากเกินไป ชั้นน้ำแข็งจะแตกตัวเร็วขึ้นเนื่องจากการละลายที่ฐาน ในทวีปแอนตาร์กติกา ปรากฏการณ์นี้เกิดจากความร้อนที่ส่งไปยังชั้นน้ำแข็งโดย กระแสน้ำ ลึกรอบขั้วโลกซึ่งมีอุณหภูมิสูงกว่าจุดหลอมเหลวของน้ำแข็ง 3 องศาเซลเซียส^{[ 15 ]}

การมีอยู่ของชั้นน้ำแข็งมีอิทธิพลในการทำให้ธารน้ำแข็งด้านหลังมีเสถียรภาพ ในขณะที่การไม่มีชั้นน้ำแข็งจะทำให้เกิดความไม่เสถียร ตัวอย่างเช่น เมื่อ ชั้นน้ำแข็ง Larsen Bในคาบสมุทรแอนตาร์กติกาพังทลายลงในช่วงสามสัปดาห์ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2545 ธารน้ำแข็งทั้งสี่ที่อยู่ด้านหลัง ได้แก่ธารน้ำแข็ง Crane , ธารน้ำแข็ง Green , ธารน้ำแข็ง Hektoriaและธารน้ำแข็ง Jorumต่างก็เริ่มไหลเร็วขึ้นมาก ในขณะที่ธารน้ำแข็งสองแห่ง (Flask และ Leppard) ที่มีเสถียรภาพจากเศษซากของชั้นน้ำแข็งไม่ได้เร่งความเร็วขึ้น^{[ 16 ]}

การพังทลายของชั้นน้ำแข็งลาร์เซน บี เกิดขึ้นหลังจากชั้นน้ำแข็งบางลงเพียง 1 เมตรต่อปี ในขณะที่ชั้นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาอื่นๆ บางแห่งแสดงให้เห็นการบางลงหลายสิบเมตรต่อปี^{[ 5 ]}นอกจากนี้ อุณหภูมิของมหาสมุทรที่เพิ่มขึ้น 1 องศาเซลเซียส อาจทำให้เกิดการละลายที่ฐานได้มากถึง 10 เมตรต่อปี^{[ 5 ]}ชั้นน้ำแข็งจะคงตัวอยู่เสมอภายใต้อุณหภูมิเฉลี่ยรายปีที่ -9 องศาเซลเซียส แต่จะไม่คงตัวเหนือ -5 องศาเซลเซียส ซึ่งทำให้ภาวะโลกร้อนในระดับภูมิภาค 1.5 องศาเซลเซียส ซึ่งเกิดขึ้นก่อนการพังทลายของลาร์เซน บี อยู่ในบริบทที่เหมาะสม^{[ 5 ]}

ในทศวรรษ 1970 โยฮันเนส เวียร์ทมัน เสนอว่าเนื่องจากน้ำทะเลมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำแข็ง ดังนั้นแผ่นน้ำแข็งใดๆ ที่อยู่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเลจึงมีแนวโน้มที่จะไม่เสถียรมากขึ้นเมื่อละลายเนื่องจากหลักการของอาร์คิมิดีส [ ^{17 ] โดย}พื้นฐานแล้ว แผ่นน้ำแข็งในทะเลเหล่านี้จะต้องมีมวลมากพอที่จะเกินมวลของน้ำทะเลที่ถูกแทนที่โดยน้ำแข็ง ซึ่งต้องใช้ความหนาที่มากเกินไป เมื่อแผ่นน้ำแข็งละลายและบางลง น้ำหนักของน้ำแข็งที่อยู่ด้านบนจะลดลง ณ จุดหนึ่ง น้ำทะเลอาจแทรกตัวเข้าไปในช่องว่างที่เกิดขึ้นที่ฐานของแผ่นน้ำแข็ง และความไม่เสถียรของแผ่นน้ำแข็งในทะเล (MISI) จะเกิดขึ้น^{[ 17 ] [ 18 ]}

แม้ว่าแผ่นน้ำแข็งจะเกยตื้นอยู่ใต้ระดับน้ำทะเล แต่ MISI ก็ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ตราบใดที่ยังมีชั้นน้ำแข็งที่มั่นคงอยู่ด้านหน้า^{[ 19 ]}ขอบเขตระหว่างแผ่นน้ำแข็งและชั้นน้ำแข็ง ซึ่งเรียกว่าเส้นเกยตื้นจะมีความเสถียรเป็นพิเศษหากถูกจำกัดอยู่ในอ่าว^{[ 19 ]}ในกรณีนั้น แผ่นน้ำแข็งอาจจะไม่บางลงเลย เนื่องจากปริมาณน้ำแข็งที่ไหลผ่านเส้นเกยตื้นน่าจะตรงกับการสะสมของน้ำแข็งประจำปีจากหิมะต้นน้ำ^{[ 18 ]} มิฉะนั้น การอุ่นขึ้นของมหาสมุทรที่ฐานของชั้นน้ำแข็งมีแนวโน้มที่จะทำให้ชั้นน้ำแข็งบางลงผ่านการละลายที่ฐาน เมื่อชั้นน้ำแข็งบางลง มันจะออกแรงค้ำยันแผ่นน้ำแข็งน้อยลง ความเครียดด้านหลังที่เรียกว่าจะเพิ่มขึ้น และเส้นเกยตื้นจะถูกผลักไปข้างหลัง^{[ 18 ]}แผ่นน้ำแข็งมีแนวโน้มที่จะเริ่มสูญเสียน้ำแข็งมากขึ้นจากตำแหน่งใหม่ของเส้นเกยตื้น ดังนั้นจึงเบาลงและมีความสามารถในการแทนที่น้ำทะเลน้อยลง ในที่สุดสิ่งนี้จะผลักสายดินกลับไปไกลยิ่งขึ้น ทำให้เกิดกลไกการเสริมแรงในตัวเอง^{[ 18 ] [ 20 ]}

เนื่องจากแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันตกทั้งหมดตั้งอยู่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเล จึงมีความเสี่ยงต่อการสูญเสียน้ำแข็งอย่างรวดเร็วในทางธรณีวิทยาในสถานการณ์นี้^{[ 22 ] [ 23 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ธารน้ำแข็ง ThwaitesและPine Islandมีแนวโน้มที่จะเสี่ยงต่อ MISI มากที่สุด และธารน้ำแข็งทั้งสองแห่งนี้ก็บางลงและเร่งตัวขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]}ส่งผลให้ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นจากแผ่นน้ำแข็งอาจเร่งตัวขึ้นหลายสิบเซนติเมตรภายในศตวรรษที่ 21 เพียงศตวรรษเดียว^{[ 28 ]}

แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันออกส่วนใหญ่จะไม่ได้รับผลกระทบธารน้ำแข็งท็อตเทนเป็นธารน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดในบริเวณนั้นซึ่งเป็นที่ทราบกันว่าได้รับผลกระทบจาก MISI - อย่างไรก็ตาม การมีส่วนร่วมที่อาจเกิดขึ้นต่อระดับน้ำทะเลนั้นเทียบได้กับแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันตกทั้งหมด^{[ 29 ]}ธารน้ำแข็งท็อตเทนสูญเสียมวลอย่างต่อเนื่องในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา^{[ 30 ]}ซึ่งบ่งชี้ว่าการถอยร่นอย่างรวดเร็วเป็นไปได้ในอนาคตอันใกล้ แม้ว่าพฤติกรรมไดนามิกของชั้นน้ำแข็งท็อตเทนจะทราบกันว่ามีความแปรปรวนในระดับฤดูกาลถึงระดับระหว่างปี^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]}แอ่งวิลค์สเป็นแอ่งใต้น้ำขนาดใหญ่เพียงแห่งเดียวในแอนตาร์กติกาที่ไม่คิดว่าจะอ่อนไหวต่อภาวะโลกร้อน^{[ 26 ]}ในที่สุด แม้ว่าระดับน้ำทะเลจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วในทางธรณีวิทยา ก็ยังคงต้องใช้เวลาหลายพันปีจึงจะสูญเสียมวลน้ำแข็งทั้งหมดเหล่านี้ (WAIS และแอ่งใต้ธารน้ำแข็ง) ไป^{[ 34 ] [ 35 ]}

กระบวนการที่เกี่ยวข้องที่เรียกว่าความไม่เสถียรของหน้าผาน้ำแข็งทางทะเล (MICI) ระบุว่าหน้าผาน้ำแข็งที่มีความสูงเกิน ~ 90 เมตร ( 295+ สูงจากพื้นดินประมาณ 1/2 ฟุต และยาวประมาณ 800 เมตร( 2,624 เมตร )+ฐาน (ใต้ดิน) ที่สูง เพียง 1/2 ฟุตมี  แนวโน้มที่จะพังทลายลงเนื่องจากน้ำหนักของตัวเองเมื่อน้ำแข็งรอบข้างที่ช่วยยึดให้คงตัวหายไป ^{[ 36 ]}การพังทลายของฐานเหล่านี้จะทำให้มวลน้ำแข็งที่อยู่ถัดไปเผชิญกับความไม่เสถียรเช่นเดียวกัน ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดวัฏจักรของการพังทลายของหน้าผาและการถอยร่นของแผ่นน้ำแข็งอย่างรวดเร็วอย่างต่อเนื่อง กล่าวคือ ระดับน้ำทะเลจะสูงขึ้นหนึ่งเมตรหรือมากกว่านั้นภายในปี 2100 จากทวีปแอนตาร์กติกาเพียงแห่งเดียว ^{[ 18 ] [ 37 ] [ 19 ] [ 38 ]}ทฤษฎีนี้มีอิทธิพลอย่างมาก ในการสำรวจผู้เชี่ยวชาญ 106 คนในปี 2020 เอกสารที่นำเสนอทฤษฎีนี้ถือว่ามีความสำคัญมากกว่ารายงานการประเมินครั้งที่ห้าของ IPCC ในปี 2014 เสียอีก ^{[ 39 ]} การคาดการณ์ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับ MICI นั้นมีขนาดใหญ่กว่า การคาดการณ์อื่นๆ มาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้อัตราภาวะโลกร้อนที่สูง ^{[ 40 ]}

ในขณะเดียวกัน ทฤษฎีนี้ก็เป็นที่ถกเถียงกันอย่างมากเช่นกัน^{[ 36 ]}เดิมทีทฤษฎีนี้ถูกเสนอขึ้นเพื่ออธิบายว่าการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลครั้งใหญ่ในช่วงไพลโอซีนและยุคระหว่างยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายเกิดขึ้นได้ อย่างไร ^{[ 36 ] [ 37 ]}แต่การวิจัยล่าสุดพบว่าเหตุการณ์การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลเหล่านี้สามารถอธิบายได้โดยไม่ต้องเกิดความไม่เสถียรของหน้าผาน้ำแข็ง^{[ 41 ] [ 36 ] [ 42 ]}การวิจัยในอ่าวไพน์ไอส์แลนด์ในแอนตาร์กติกาตะวันตก (ที่ตั้งของธารน้ำแข็งทเวทส์และไพน์ไอส์แลนด์ ) พบการกัดเซาะพื้นทะเลโดยน้ำแข็งจาก ยุค ยังเกอร์ไดรยาสซึ่งดูเหมือนจะสอดคล้องกับ MICI ^{[ 43 ] [ 41 ]}อย่างไรก็ตาม มันบ่งชี้ถึงการถอยร่นของแผ่นน้ำแข็งที่ "ค่อนข้างรวดเร็ว" แต่ยังคงยืดเยื้อ โดยมีการเคลื่อนตัวเข้าสู่แผ่นดินมากกว่า 200 กม. (120 ไมล์) ในช่วงเวลาประมาณ 1100 ปี (ตั้งแต่ประมาณ 12,300 ปีก่อนปัจจุบันถึงประมาณ 11,200 ปีก่อนปัจจุบัน) ^{[ 43 ]}

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การถอยร่นอย่างรวดเร็วของธารน้ำแข็งเครน ในช่วงปี 2002-2004 ทันทีหลังจากการพังทลายของ ชั้นน้ำแข็ง ลาร์เซน บี (ก่อนที่จะถึงฟยอร์ด ตื้น และมีเสถียรภาพ) อาจเกี่ยวข้องกับ MICI แต่ไม่มีการสังเกตเพียงพอที่จะยืนยันหรือหักล้างทฤษฎีนี้^{[ 45 ]}การถอยร่นของธารน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดสามแห่งของแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ ได้แก่ ธารน้ำแข็ง จาคอบส์ฮา วน์ เฮลไฮม์และคังเกอร์ดลุกส์ซูอัก ไม่เหมือนกับการคาดการณ์จากการพังทลายของหน้าผาน้ำแข็งอย่างน้อยจนถึงสิ้นปี 2013 ^{[ 41 ] [ 46 ]}แต่เหตุการณ์ที่สังเกตได้ที่ธารน้ำแข็งเฮลไฮม์ในเดือนสิงหาคม 2014 อาจตรงกับคำจำกัดความ^{[ 41 ] [ 47 ]}นอกจากนี้ การสร้างแบบจำลองหลังจากสมมติฐานเริ่มต้นบ่งชี้ว่าความไม่เสถียรของหน้าผาน้ำแข็งจะต้องการการพังทลายของชั้นน้ำแข็งที่รวดเร็วอย่างไม่น่าเชื่อ (เช่น ภายในหนึ่งชั่วโมงสำหรับ ~ 90 เมตร ( 295 )+หน้าผา สูง1/2  ฟุต) ^{[ 48 ]}เว้นแต่ว่าน้ำแข็งจะได้รับความเสียหายอย่างมากก่อนหน้านี้ ^{[ 45} ]นอกจากนี้ การพังทลายของหน้าผาน้ำแข็งจะทำให้เกิดเศษซากจำนวนมากในน่านน้ำชายฝั่ง ซึ่งเรียกว่าน้ำแข็งผสม และการศึกษาหลายชิ้นระบุ ^ว่าการสะสมของเศษซากเหล่านี้จะทำให้ความไม่เสถียรช้าลงหรือหยุดลงโดยสิ้นเชิงหลังจากที่เริ่มขึ้นไม่นาน ^{[ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] [ 44 ]}

นักวิทยาศาสตร์บางคน—รวมถึงผู้ริเริ่มสมมติฐานอย่าง Robert DeConto และ David Pollard—ได้แนะนำว่าวิธีที่ดีที่สุดในการแก้ปัญหานี้คือการกำหนดระดับน้ำทะเลที่เพิ่มขึ้นในช่วงยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายอย่างแม่นยำ[ 41 ^{] MICI สามารถ}ถูกตัดออกได้อย่างมีประสิทธิภาพหาก SLR ในขณะนั้นต่ำกว่า 4 เมตร (13 ฟุต) ในขณะที่เป็นไปได้มากหาก SLR มากกว่า6 เมตร ( 19+1 ⁄ 2  ฟุต) ^{[ 41 ]}ณ ปี 2023 การวิเคราะห์ล่าสุดระบุว่าระดับน้ำทะเลที่เพิ่มขึ้นในช่วงยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายไม่น่าจะสูงกว่า 2.7 เมตร (9 ฟุต) ^{[ 52 ]}เนื่องจากค่าที่สูงกว่าในการวิจัยอื่น ๆ เช่น5.7 เมตร ( 18+1 ⁄ 2  ฟุต) ^{[ 53 ]}ดูเหมือนจะไม่สอดคล้องกับ ข้อมูล ภูมิอากาศ โบราณใหม่ จากบาฮามาสและประวัติที่ทราบของแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ ^{[ 52 ]}

การละลายของแผ่นน้ำแข็งและธารน้ำแข็งทั่วโลกทั้งหมดอาจใช้เวลาหลายพันปี แต่จะทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น 66 เมตร (216 ฟุต) ^{[ 54 ]} (การละลายของน้ำแข็งทะเลและชั้นน้ำแข็งไม่มีผลต่อระดับน้ำทะเล)

แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันออก
พิมพ์	แผ่นน้ำแข็ง
ความหนา	~2.2 กม. (1.4 ไมล์) (เฉลี่ย) [ 55 ] ~4.9 กม. (3.0 ไมล์) (สูงสุด) [ 56 ]

แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันออก ( EAIS ) เป็นส่วนหนึ่งของแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาที่ปกคลุมแอนตาร์กติกาตะวันออกแผ่นน้ำแข็งนี้ก่อตัวขึ้นครั้งแรกเมื่อประมาณ 34 ล้านปีก่อน^{[ 57 ]}และหากพิจารณาแยกต่างหาก ถือเป็นแผ่นน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดในโลก มีปริมาตรมากกว่าแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์หรือแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันตก (WAIS) มีความหนาเฉลี่ยประมาณ 2.2 กิโลเมตร (1.4 ไมล์) และมีความหนาที่สุดที่ 4,897 เมตร (16,066 ฟุต) ^{[ 58 ]}มันถูกแยกออกจาก WAIS โดยเทือกเขาทรานส์แอนตาร์กติก EAIS เป็นที่ตั้งของขั้วโลกใต้ทางภูมิศาสตร์ ขั้วโลก ใต้ทางแม่เหล็กและสถานีขั้วโลกใต้แอมุนด์เซน-สก็อตต์

พื้นผิวของ EAIS เป็นสถานที่ที่แห้งแล้งที่สุด มีลมแรงที่สุด และหนาวที่สุดในโลก การขาดความชื้นในอากาศค่าอัลเบโด สูง จากหิมะ รวมถึงระดับความสูงที่สูงอย่างต่อเนื่องของพื้นผิว^{[ 59 ]}ส่งผลให้มีการบันทึกอุณหภูมิที่หนาวเย็นเกือบ −100 °C (−148 °F) ^{[ 60 ] [ 61 ]}เป็นสถานที่เดียวบนโลกที่หนาวเย็นพอที่จะทำให้เกิดการผกผันของอุณหภูมิในชั้นบรรยากาศได้อย่างต่อเนื่อง กล่าวคือ ในขณะที่โดยทั่วไปแล้วชั้นบรรยากาศจะอบอุ่นที่สุดใกล้พื้นผิวและเย็นลงเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น แต่ในช่วงฤดูหนาวของแอนตาร์กติกา ชั้นบรรยากาศจะเย็นกว่าที่พื้นผิวเมื่อเทียบกับชั้นกลาง ดังนั้นก๊าซเรือนกระจกจึงดักจับความร้อนไว้ในชั้นบรรยากาศตอนกลางและลดการไหลของความร้อนไปยังพื้นผิวในขณะที่การผกผันของอุณหภูมิยังคงอยู่^{[ 59 ]}

แอนตาร์กติกาตะวันออกประสบกับภาวะเย็นลงเล็กน้อยมานานหลายทศวรรษ ในขณะที่ส่วนอื่นๆ ของโลกมีอุณหภูมิสูงขึ้นอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิอย่างชัดเจนในแอนตาร์กติกาตะวันออกเริ่มขึ้นอย่างน้อยตั้งแต่ปี 2000 แต่ไม่สามารถตรวจพบได้อย่างแน่ชัดจนกระทั่งช่วงปี 2020 ^{[ 62 ] [ 63 ]}ในช่วงต้นปี 2000 ภาวะเย็นลงในแอนตาร์กติกาตะวันออกดูเหมือนจะมากกว่าภาวะร้อนขึ้นในส่วนอื่นๆ ของทวีปสื่อมักตีความผิดและบางครั้งก็ใช้เป็นข้อโต้แย้งใน การ ปฏิเสธการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ^{[ 64 ] [ 65 ] [ 66 ]}

หลังปี 2009 การปรับปรุง บันทึกอุณหภูมิของแอนตาร์กติกา ด้วยเครื่องมือ พิสูจน์ให้เห็นถึงภาวะโลกร้อนอย่างต่อเนื่องในแอนตาร์กติกาตะวันตก ภาวะโลกร้อนสุทธิเกิดขึ้นทั่วทั้งทวีปตั้งแต่ปี 1957 ^{[ 67 ]}เนื่องจากแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันออกมีอุณหภูมิสูงขึ้นไม่สม่ำเสมอ จึงยังคงมีน้ำแข็งเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย^{[ 68 ] [ 69 ]} ข้อมูล จากดาวเทียม GRACEระบุว่าแอนตาร์กติกาตะวันออกมีมวลเพิ่มขึ้น60 ± 13พันล้านตันต่อปีระหว่างปี 2002 ถึง 2010 ^{[ 70 ]}มีแนวโน้มสูงที่จะเกิดการสูญเสียน้ำแข็งอย่างต่อเนื่องในบริเวณที่เปราะบางที่สุด เช่นธารน้ำแข็งทอตเทนและแอ่งวิลค์ส

แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันตก
พิมพ์	แผ่นน้ำแข็ง
พื้นที่	<1,970,000 กม. 2 (760,000 ไมล์2 ) [ 71 ]
ความหนา	~1.05 กม. (0.7 ไมล์) (เฉลี่ย) [ 72 ] ~2 กม. (1.2 ไมล์) (สูงสุด) [ 71 ]
สถานะ	ถอยกลับ

แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันตก ( WAIS ) เป็นส่วนหนึ่งของแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาที่ปกคลุมแอนตาร์กติกาตะวันตก WAIS เป็นแผ่นน้ำแข็งทะเล เนื่องจากน้ำแข็งส่วนใหญ่อยู่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเลบนหินและตะกอนซึ่งจะเป็นพื้นมหาสมุทรหากน้ำแข็งถอยร่น แผ่นน้ำแข็งนี้ก่อตัวขึ้นครั้งแรกเมื่อประมาณ 27 ล้านปีก่อน โดยน่าจะได้รับน้ำจากธารน้ำแข็งที่เคลื่อนตัวไปข้างหน้าของแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันออก ที่เก่ากว่า ^{[ 73 ] [ 74 ]} WAIS มีขอบเขตติดกับชั้นน้ำแข็งรอ ส ส์ชั้นน้ำแข็งรอนเนและธารน้ำแข็งที่ไหลลงสู่ทะเลอามุนด์เซน^{[ 75 ]}

เนื่องจากแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันตก (WAIS) เป็นส่วนเล็ก ๆ ของทวีปแอนตาร์กติกา จึงได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ อย่างรุนแรงมากขึ้น มีภาวะโลกร้อนเกิดขึ้นเหนือแผ่นน้ำแข็งตั้งแต่ทศวรรษ 1950 ^{[ 76 ] [ 77 ]}และธารน้ำแข็งชายฝั่งก็ถอยร่นไปมากตั้งแต่ทศวรรษ 1990 เป็นอย่างน้อย^{[ 78 ]}การประมาณการชี้ให้เห็นว่าแผ่นน้ำแข็งนี้ทำให้ระดับน้ำทะเลทั่วโลกสูงขึ้น ประมาณ 7.6 ± 3.9 มิลลิเมตร (0.30 ± 0.15 นิ้ว) ระหว่างปี 1992 ถึง 2017 ^{[ 79 ]}และสูญเสียน้ำแข็งในช่วงทศวรรษ 2010 ในอัตราที่เทียบเท่ากับการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลปีละ 0.4 มิลลิเมตร (0.016 นิ้ว) ^{[ 80 ]}แม้ว่าการสูญเสียบางส่วนจะถูกชดเชยด้วยการเติบโตของแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันออก แต่ ทวีปแอนตาร์กติกาโดยรวมมีแนวโน้มที่จะสูญเสียน้ำแข็งมากพอภายในปี 2100 ซึ่งจะทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น 11 เซนติเมตร (4.3 นิ้ว) นอกจากนี้ความไม่เสถียรของแผ่นน้ำแข็งในทะเลอาจทำให้ปริมาณนี้เพิ่มขึ้นอีกหลายสิบเซนติเมตร โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้ภาวะโลกร้อนสูง^{[ 81 ]}น้ำละลายจากWAIS ยังส่งผลต่อการแบ่งชั้นของมหาสมุทรและเจือจางการก่อตัวของน้ำเค็มที่ก้นมหาสมุทรแอนตาร์กติกาซึ่งทำให้การไหลเวียนของน้ำในมหาสมุทรใต้ไม่ เสถียร ^{[ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]}

ในระยะยาว แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันตกมีแนวโน้มที่จะหายไปเนื่องจากภาวะโลกร้อนที่เกิดขึ้นแล้ว^{[ 84 ]} หลักฐาน ทางภูมิอากาศโบราณชี้ให้เห็นว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นแล้วใน ช่วงยุค อีเมียนเมื่ออุณหภูมิโลกใกล้เคียงกับช่วงต้นศตวรรษที่ 21 ^{[ 85 ] [ 86 ]}เชื่อกันว่าการสูญเสียแผ่นน้ำแข็งจะเกิดขึ้นระหว่าง 2,000 ถึง 13,000 ปีในอนาคต^{[ 87 ] [ 88 ]}แม้ว่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในปริมาณสูงหลายศตวรรษอาจทำให้ระยะเวลานี้สั้นลงเหลือ 500 ปี^{[ 89 ]}ระดับน้ำทะเลจะสูงขึ้น 3.3 เมตร (10 ฟุต 10 นิ้ว) หากแผ่นน้ำแข็งพังทลายแต่ยังคงเหลือธารน้ำแข็งบนภูเขา ระดับน้ำทะเลโดยรวมจากแอนตาร์กติกาตะวันตกจะสูงขึ้นเป็น 4.3 เมตร (14 ฟุต 1 นิ้ว) หากธารน้ำแข็งเหล่านั้นละลายด้วย^{[ 90 ]}แต่สิ่งนี้จะต้องอาศัยภาวะโลกร้อนในระดับที่สูงกว่านี้^{[ 91 ]}การฟื้นตัวของแผ่นดินที่ปราศจากน้ำแข็งอาจทำให้ระดับน้ำทะเลทั่วโลกเพิ่มขึ้นประมาณ 1 เมตร (3 ฟุต 3 นิ้ว) ในอีก 1,000 ปีข้างหน้า^{[ 89 ]}

การอนุรักษ์ WAIS อาจต้องอาศัยการลดอุณหภูมิโลกอย่างต่อเนื่องให้ต่ำกว่าระดับก่อนยุคอุตสาหกรรม 1 องศาเซลเซียส (1.8 องศาฟาเรนไฮต์) หรือต่ำกว่าอุณหภูมิในปี 2020 2 องศาเซลเซียส (3.6 องศาฟาเรนไฮต์) ^{[ 92 ]}เนื่องจากการพังทลายของแผ่นน้ำแข็งจะเกิดขึ้นก่อนการสูญเสียธารน้ำแข็ง Thwaitesและธารน้ำแข็ง Pine Islandบางคนจึงเสนอวิธีการแทรกแซง เพื่ออนุรักษ์ธารน้ำแข็งเหล่านี้ ในทางทฤษฎี การเพิ่ม หิมะเทียมหลายพันกิกะตันอาจทำให้ธารน้ำแข็งเหล่านี้คงตัวได้^{[ 93 ]}แต่จะเป็นเรื่องยากอย่างยิ่งและอาจไม่สามารถรับมือกับการเร่งตัวขึ้นของอุณหภูมิน้ำทะเลในพื้นที่ได้^{[ 84 ]}บางคนเสนอว่าการสร้างสิ่งกีดขวางการไหลของน้ำอุ่นใต้ธารน้ำแข็งจะสามารถชะลอการหายไปของแผ่นน้ำแข็งได้หลายศตวรรษ แต่ก็ยังต้องใช้ การแทรกแซง ทางวิศวกรรมโยธา ครั้งใหญ่ที่สุดครั้งหนึ่ง ในประวัติศาสตร์

แผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์
Grønlands indlandsis Sermersuaq
แผนที่แบบโต้ตอบของแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์
พิมพ์	แผ่นน้ำแข็ง
พิกัด	76°42′N 41°12′W / 76.7°เหนือ 41.2°ตะวันตก / 76.7; -41.2 [94]
พื้นที่	1,710,000 กม. 2 (660,000 ไมล์2 ) [ 95 ]
ความยาว	2,400 กม. (1,500 ไมล์) [ 94 ]
ความกว้าง	1,100 กม. (680 ไมล์) [ 94 ]
ความหนา	1.67 กม. (1.0 ไมล์) (เฉลี่ย), ~3.5 กม. (2.2 ไมล์) (สูงสุด) [ 95 ]

แผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์เป็นแผ่นน้ำแข็งที่ก่อตัวเป็นมวลน้ำแข็งที่ใหญ่เป็นอันดับสองของโลก มีความหนาเฉลี่ย 1,673 เมตร (5,489 ฟุต) และหนาที่สุดกว่า 3,488 เมตร (11,444 ฟุต) ^{[ 96 ]}มีความยาวเกือบ 2,900 กิโลเมตร (1,800 ไมล์) ในทิศเหนือ-ใต้ โดยมีความกว้างสูงสุด 1,100 กิโลเมตร (680 ไมล์) ที่ละติจูด77°Nใกล้กับขอบด้านเหนือ^{[ 97 ]}แผ่นน้ำแข็งนี้ครอบคลุมพื้นที่ 1,710,000 ตารางกิโลเมตร (660,000 ตารางไมล์) ประมาณ 80% ของพื้นผิวของกรีนแลนด์หรือประมาณ 12% ของพื้นที่ของแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกา [ ^{96 ] คำ}ว่า 'แผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์' มักจะย่อเป็น GIS หรือ GrIS ในเอกสารทางวิทยาศาสตร์^{[ 98 ] [ 99 ] [ 100 ] [ 101 ]}

กรีนแลนด์มีธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็ง ขนาดใหญ่ มาอย่างน้อย 18 ล้านปีแล้ว^{[ 102 ]}แต่แผ่นน้ำแข็งแผ่นเดียวได้ปกคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของเกาะเป็นครั้งแรกเมื่อประมาณ 2.6 ล้านปีก่อน^{[ 103 ]}นับตั้งแต่นั้นมา แผ่นน้ำแข็งก็มีการขยายตัว^{[ 104 ] [ 105 ]}และหดตัวลงอย่างมาก^{[ 106 ] [ 107 ] [ 108 ]}น้ำแข็งที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักในกรีนแลนด์มีอายุประมาณ 1 ล้านปี^{[ 109 ]}เนื่องจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจก จากกิจกรรมของมนุษย์ ปัจจุบันแผ่นน้ำแข็งมีอุณหภูมิสูงที่สุดในรอบ 1,000 ปีที่ผ่านมา^{[ 110 ]}และกำลังสูญเสียน้ำแข็งในอัตราที่เร็วที่สุดอย่างน้อยในรอบ 12,000 ปีที่ผ่านมา^{[ 111 ]}

ทุกฤดูร้อน พื้นผิวบางส่วนจะละลายและหน้าผาน้ำแข็งจะแตกตัวลงสู่ทะเล โดยปกติแผ่นน้ำแข็งจะได้รับการเติมเต็มด้วยหิมะที่ตกลงมาในฤดูหนาว^{[ 99 ]}แต่เนื่องจากภาวะโลกร้อนแผ่นน้ำแข็งจึงละลายเร็วกว่าก่อนปี 1850 ถึง 2-5 เท่า^{[ 112 ]} และปริมาณหิมะที่ตกลงมาก็ไม่เพียงพอตั้งแต่ปี 1996 ^{[ 113 ]}หาก บรรลุเป้าหมายของ ข้อตกลงปารีสในการรักษาอุณหภูมิไม่ให้สูงเกิน 2 °C (3.6 °F) การละลายของน้ำแข็งในกรีนแลนด์เพียงอย่างเดียวก็จะยังคงเพิ่มอุณหภูมิได้อีกประมาณ6 ซม. ( 2+1/2 นิ้ว  ) ต่อการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลทั่วโลกภายในสิ้นศตวรรษ หากไม่มีการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก การละลายจะทำให้ระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้นประมาณ 13 ซม. (5 นิ้ว) ภายในปี 2100 ^{[ 114 ] : 1302} โดยกรณีที่เลวร้ายที่สุดอยู่ที่ประมาณ 33 ซม. (13 นิ้ว) ^{[ 115 ]}เพื่อเปรียบเทียบ การละลายได้ทำให้ระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้น 1.4ซม. ( 1/2นิ้ว  ) ตั้งแต่ปี 1972 ^{[ 116 ]}ในขณะที่ระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้นจากทุกแหล่งอยู่ที่ 15–25 ซม. (6–10 นิ้ว) ระหว่างปี 1901 ถึง 2018 ^{[ 117 ] : 5}

หากน้ำแข็งทั้งหมด 2,900,000 ลูกบาศก์กิโลเมตร (696,000 ลูกบาศก์ไมล์) ละลาย จะทำให้ระดับน้ำทะเลทั่วโลกสูงขึ้นประมาณ 7.4 เมตร (24 ฟุต) ^{[ 96 ]}ภาวะโลกร้อนระหว่าง 1.7 °C (3.1 °F) และ 2.3 °C (4.1 °F) อาจทำให้การละลายนี้หลีกเลี่ยงไม่ได้^{[ 101 ]}อย่างไรก็ตาม 1.5 °C (2.7 °F) ก็ยังคงทำให้เกิดการสูญเสียน้ำแข็งเทียบเท่ากับ1.4 เมตร ( 4+ ระดับน้ำทะเลจะสูงขึ้น 1/2 ฟุต[ ^{118 ] และ}น้ำแข็งจะละลายมากขึ้นหากอุณหภูมิสูงเกินระดับนั้นก่อนที่จะลดลง ^{[ 101 ]}หากอุณหภูมิโลกยังคงสูงขึ้น แผ่นน้ำแข็งก็มีแนวโน้มที่จะหายไปภายใน 10,000 ปี ^{[ 119 ] [ 120 ]}หากอุณหภูมิสูงขึ้นมาก อายุการใช้งานในอนาคตจะลดลงเหลือประมาณ 1,000 ปี ^{[ 115 ]} ใต้แผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์มีภูเขาและแอ่งทะเลสาบ

ในอดีต แผ่นน้ำแข็งถูกมองว่าเป็นองค์ประกอบที่ไม่เปลี่ยนแปลงของวัฏจักรคาร์บอนและถูกละเลยเป็นส่วนใหญ่ในแบบจำลองระดับโลก ในช่วงทศวรรษ 2010 งานวิจัยได้แสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของชุมชนจุลินทรีย์ ที่ปรับตัวได้อย่างเฉพาะเจาะจง อัตราการผุกร่อน ทางชีวเคมี และทางกายภาพ ที่สูงในแผ่นน้ำแข็ง และการจัดเก็บและการหมุนเวียนของคาร์บอนอินทรีย์ที่มีปริมาณมากกว่า 100 พันล้านตัน^{[ 121 ]}

มีความแตกต่างอย่างมากในการกักเก็บคาร์บอนระหว่างแผ่นน้ำแข็งทั้งสอง ในขณะที่มีคาร์บอนบริสุทธิ์เพียงประมาณ 0.5-27 พันล้านตันอยู่ใต้แผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ แต่เชื่อกันว่ามีคาร์บอนบริสุทธิ์ 6,000-21,000 พันล้านตันอยู่ใต้แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกา^{[ 121 ]}คาร์บอนนี้สามารถทำหน้าที่เป็นกลไกป้อนกลับของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ได้ หากค่อยๆ ปล่อยออกมาผ่านน้ำที่ละลาย ซึ่งจะทำให้การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยรวมเพิ่มขึ้น^{[ 122 ]}

เพื่อเปรียบเทียบ ปริมาณ 1,400–1,650 พันล้านตันถูกบรรจุอยู่ในชั้นดินเยือกแข็งถาวร ของอาร์กติก ^{[ 123 ]}นอกจากนี้ เพื่อเปรียบเทียบ ปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ในแต่ละปีมีปริมาณประมาณ 40 พันล้านตันของ CO ² _[ 28 ^{] : 1237}

ในกรีนแลนด์ มีพื้นที่หนึ่งที่ทราบกันดีว่าที่ธารน้ำแข็งรัสเซลล์ซึ่งคาร์บอนจากน้ำละลายถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศในรูปของมีเทน ซึ่งมี ศักยภาพในการทำให้โลกร้อนมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์มาก^{[ 124 ]}อย่างไรก็ตาม บริเวณนี้ยังเป็นแหล่งอาศัยของ แบคทีเรีย เมทาโนโทรฟิก จำนวนมาก ซึ่งช่วยจำกัดการปล่อยก๊าซเหล่านั้น^{[ 125 ] [ 126 ]}

โดยปกติ การเปลี่ยนผ่านระหว่างยุคน้ำแข็งและยุคระหว่างน้ำแข็งจะถูกควบคุมโดยวัฏจักร Milankovitchซึ่งเป็นรูปแบบของการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์ (ปริมาณแสงอาทิตย์ที่ส่องมายังโลก) รูปแบบเหล่านี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของวงโคจรของโลกและมุมที่สัมพันธ์กับดวงอาทิตย์ ซึ่งเกิดจากแรงดึงดูดของดาวเคราะห์ดวงอื่นขณะที่โคจรรอบโลก^{[ 128 ] [ 129 ]}

ตัวอย่างเช่น ในช่วงอย่างน้อย 100,000 ปีที่ผ่านมา ส่วนหนึ่งของแผ่นน้ำแข็งที่ปกคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของทวีปอเมริกาเหนือ ซึ่งก็คือแผ่นน้ำแข็งลอเรนไทด์ได้แตกออก ส่งผลให้ก้อนน้ำแข็งขนาดใหญ่จำนวนมากตกลงสู่มหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ เมื่อก้อนน้ำแข็งเหล่านี้ละลาย พวกมันได้ทิ้งก้อนหินและหินทวีปอื่นๆ ที่พวกมันบรรทุกมา ทำให้เกิดชั้นที่เรียกว่าเศษซากที่ลอยมากับน้ำแข็งเหตุการณ์ที่เรียกว่า เหตุการณ์ไฮน์ริช ซึ่งตั้งชื่อตามผู้ค้นพบฮาร์ตมุต ไฮน์ริช ดูเหมือนจะมี ช่วงเวลา 7,000–10,000 ปีและเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่อากาศหนาวเย็นภายในยุคระหว่างยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้าย^{[ 130 ]}

วัฏจักร "การสะสม-การละลาย" ภายในแผ่นน้ำแข็งอาจเป็นสาเหตุของผลกระทบที่สังเกตได้ โดยที่น้ำแข็งจะสะสมตัวจนถึงระดับที่ไม่เสถียร จากนั้นส่วนหนึ่งของแผ่นน้ำแข็งก็จะพังทลายลง ปัจจัยภายนอกก็อาจมีบทบาทในการกระตุ้นแผ่นน้ำแข็งเช่นกันเหตุการณ์ Dansgaard–Oeschgerคือภาวะโลกร้อนอย่างฉับพลันของซีกโลกเหนือที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาประมาณ 40 ปี ในขณะที่เหตุการณ์ D–O เหล่านี้เกิดขึ้นทันทีหลังจากเหตุการณ์ Heinrich แต่ละครั้ง แต่ก็เกิดขึ้นบ่อยกว่านั้นด้วย – ประมาณทุก 1500 ปี จากหลักฐานนี้ นักบรรพภูมิอากาศวิทยาจึงสันนิษฐานว่าแรงกระตุ้นเดียวกันอาจเป็นตัวขับเคลื่อนทั้งเหตุการณ์ Heinrich และ D–O ^{[ 131 ]}

ความไม่สอดคล้องกันของพฤติกรรมแผ่นน้ำแข็งในซีกโลกเหนือได้รับการสังเกตโดยการเชื่อมโยงการเพิ่มขึ้นของมีเทนในระยะสั้นในแกนน้ำแข็งกรีนแลนด์และแกนน้ำแข็งแอนตาร์กติกา ในช่วงเหตุการณ์ Dansgaard–Oeschgerซีกโลกเหนืออุ่นขึ้นอย่างมาก ทำให้มีการปล่อยมีเทนจากพื้นที่ชุ่มน้ำเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งปกติแล้วเป็นทุ่งทุนดราในช่วงยุคน้ำแข็ง มีเทนนี้กระจายตัวอย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอทั่วโลก กลายเป็นส่วนหนึ่งของน้ำแข็งแอนตาร์กติกาและกรีนแลนด์ ด้วยการเชื่อมโยงนี้ นักบรรพภูมิอากาศวิทยาจึงสามารถกล่าวได้ว่าแผ่นน้ำแข็งบนกรีนแลนด์เริ่มอุ่นขึ้นหลังจากที่แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาอุ่นขึ้นมาหลายพันปีแล้ว เหตุใดรูปแบบนี้จึงเกิดขึ้นยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่^{[ 132 ] [ 133 ]}

การก่อตัวของน้ำแข็งในทวีปแอนตาร์กติกาเริ่มต้นในช่วงปลายยุคพาลีโอซีนหรือกลางยุคอีโอซีนเมื่อประมาณ 60 ^{[ 134 ]}ถึง 45.5 ล้านปีก่อน^{[ 135 ]}และทวีความรุนแรงขึ้นในช่วงเหตุการณ์การสูญพันธุ์ในยุคอีโอซีน-โอลิโกซีนเมื่อประมาณ 34 ล้านปีก่อน ระดับ CO ₂ในขณะนั้นอยู่ที่ประมาณ 760 ppm ^{[ 136 ]}และลดลงจากระดับก่อนหน้านี้ที่หลายพัน ppm การลดลงของคาร์บอนไดออกไซด์ โดยมีจุดเปลี่ยนที่ 600 ppm เป็นตัวการหลักที่ทำให้เกิดการก่อตัวของน้ำแข็งในแอนตาร์กติกา^{[ 137 ]}การก่อตัวของน้ำแข็งได้รับอิทธิพลจากช่วงเวลาที่วงโคจรของโลกเอื้อต่อฤดูร้อนที่เย็น แต่ การเปลี่ยนแปลง ของตัวบ่งชี้วัฏจักรอัตราส่วนไอโซโทปออกซิเจนนั้นมากเกินกว่าจะอธิบายได้ด้วยการเติบโตของแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาเพียงอย่างเดียว ซึ่งบ่งชี้ถึงยุคน้ำแข็งที่มีขนาดพอสมควร^{[ 138 ]}การเปิดช่องแคบเดรกอาจมีบทบาทเช่นกัน^{[ 139 ]}แม้ว่าแบบจำลองของการเปลี่ยนแปลงจะชี้ให้เห็นว่าระดับ CO2 ที่ลดลง_มีความสำคัญมากกว่า^{[ 140 ]}

แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันตกลดลงบ้างในช่วง ยุค ไพลโอซีน ตอนต้นที่อบอุ่น เมื่อประมาณห้าถึงสามล้านปีก่อน ในช่วงเวลานี้ทะเลรอสส์ได้เปิดออก^{[ 141 ]}แต่แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาตะวันออกบนบกไม่ได้ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 142 ]}

รูปแบบการไหลของน้ำแข็งที่แผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ โดยมีลูกศรชี้ไปยังธารน้ำแข็งทางออกที่เกิดการแตกตัวของน้ำแข็ง^{[ 143 ]}

ลำดับเวลาของการก่อตัวของแผ่นน้ำแข็งตั้งแต่ 2.9 ถึง 2.6 ล้านปีก่อน^{[ 98 ]}

แม้ว่าจะมีหลักฐานของธารน้ำแข็ง ขนาดใหญ่ ในกรีนแลนด์ในช่วงเกือบ 18 ล้านปีที่ผ่านมา^{[ 102 ]}แต่มวลน้ำแข็งเหล่านี้น่าจะคล้ายกับตัวอย่างขนาดเล็กในปัจจุบันต่างๆ เช่นManiitsoqและFlade Isblinkซึ่งครอบคลุมพื้นที่ 76,000 และ 100,000 ตารางกิโลเมตร (29,000 และ 39,000 ตารางไมล์) รอบๆ ขอบทวีป สภาพแวดล้อมในกรีนแลนด์ในตอนแรกไม่เหมาะสมสำหรับการพัฒนาแผ่นน้ำแข็งที่ต่อเนื่องกัน แต่สิ่งนี้เริ่มเปลี่ยนแปลงเมื่อประมาณ 10 ล้านปีก่อนในช่วงกลางยุคไมโอซีนเมื่อขอบทวีปแบบพาสซีฟ สองแห่ง ซึ่งปัจจุบันก่อตัวเป็นที่ราบสูงของกรีนแลนด์ตะวันตกและตะวันออกประสบกับการยกตัวขึ้นและในที่สุดก็ก่อตัวเป็นพื้นผิวราบด้านบนที่ความสูง 2,000 ถึง 3,000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล^{[ 144 ] [ 145 ]}

การยกตัวขึ้นในภายหลังในช่วงไพลโอซีนทำให้เกิดพื้นผิวราบต่ำที่ระดับความสูง 500 ถึง 1000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล การยกตัวขึ้นในระยะที่สามทำให้เกิดหุบเขาและฟยอร์ด หลายแห่ง ใต้พื้นผิวราบ การยกตัวขึ้นนี้ทำให้การเกิดธารน้ำแข็งรุนแรงขึ้นเนื่องจากปริมาณน้ำฝนที่เกิดจากภูมิประเทศ เพิ่มขึ้น และอุณหภูมิพื้นผิวที่เย็นลงทำให้น้ำแข็งสะสมและคงอยู่ได้^{[ 144 ] [ 145 ]}เมื่อประมาณ 3 ล้านปีก่อน ในช่วงยุคไพลโอซีนที่อบอุ่น น้ำแข็งของกรีนแลนด์จำกัดอยู่เฉพาะยอดเขาที่สูงที่สุดทางตะวันออกและทางใต้^{[ 146 ]}พื้นที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็งค่อยๆ ขยายตัวตั้งแต่นั้นมา^{[ 103 ]}จนกระทั่ง ระดับ คาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศลดลงเหลือระหว่าง 280 ถึง 320 ppmเมื่อ 2.7–2.6 ล้านปีก่อน ซึ่งในเวลานั้นอุณหภูมิลดลงมากพอที่จะทำให้แผ่นน้ำแข็ง ที่กระจัดกระจาย เชื่อมต่อกันและปกคลุมเกาะส่วนใหญ่^{[ 98 ]}

• ธารน้ำแข็ง  – พื้นผิวโลกบริเวณที่น้ำแข็งตัว
• ดาวเคราะห์น้ำแข็ง  – ดาวเคราะห์ที่มีพื้นผิวเป็นน้ำแข็ง
• ยุคน้ำแข็งควอเทอร์นารี  – ช่วงเวลาที่สลับกันระหว่างยุคน้ำแข็งและยุคอบอุ่น
• โลกปกคลุมด้วยน้ำแข็ง  – เหตุการณ์การเกิดธารน้ำแข็งทั่วโลกในช่วงยุคโปรเทโรโซอิก
• การเกิดธารน้ำแข็งในวิสคอนซิน  – การเกิดธารน้ำแข็งในทวีปอเมริกาเหนือในช่วงยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้าย
• แบบจำลองแผ่นน้ำแข็ง  – การจำลองการเปลี่ยนแปลงของแผ่นน้ำแข็ง

• โครงการสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ: ภาพรวมระดับโลกเกี่ยวกับน้ำแข็งและหิมะ
• ความไม่เสถียรของแผ่นน้ำแข็งในทะเล "สำหรับมือใหม่"