{"projectrec":{"ProID":2077,"StandardTitle":"Antarctic Subglacial Processes and Interactions: the role of transition zones in ice sheet stability","OrigTitle":"Antarctische Subglaciale Processen en Interacties: de rol van transitiezones in ijskapstabiliteit","Acronym":"ASPI","AbstractEnglish":"<b>Context</b>\r\n\r\nASPI (Antarctic Subglacial Processes and Interactions: the role of transition zones in ice sheet stability) is an interdisciplinary research project that focuses on the stability of marine ice sheets, ice shelves and subglacial lakes within a global climate change context. ASPI forms part of the Belgian ACSYS/CliC-related activities and is part of the IPY endorsed research programme SALE-UNITED (Subglacial Antarctic Lake Environments). ASPI is the follow-up of AMICS (Antarctic ice sheet dynamics and climate change: Modelling and Ice Composition Studies).\r\n\r\n\r\n<b>Project description</b>\r\n\r\n<i>Objectives</i>\r\n\r\nThe aim of ASPI is (i) to understand the interactions between the ice sheet and the subglacial environment and the processes that control the Antarctic ice sheet, and (ii) to quantitatively determine the stability of the ice sheet in a changing climate and the impact of climatic variations on the coastal ice sheet. A key factor in such quantification and impact assessment is the existence of transition zones within the ice sheet. Typical examples of such transition zones are the grounding lines, i.e. the interface between the ice sheet and an ice shelf, between an ice sheet and a subglacial lake, as well as between an ice shelf and its pinning points. These transition zones are probably among the least understood elements of ice sheets, although they determine to a large extent the processes and dynamics of lateral expansion and retreat of ice sheets as well as the stability of marine ice sheets.\r\n\r\n<i>Methodology</i>\r\n\r\n<u>Work Package 1: Grounding line migration</u>\r\nIn most large scale ice sheet models of the Antarctic ice sheet, transition zones at the grounding line are considered to be small in extent and hence smaller than the grid size used in these models. However, in ice streams, transition zones are several hundreds of kilometres large, even for continental ice streams that drain large parts of the East Antarctic ice sheet. The need to elaborate models that treat both the mechanical coupling between ice shelf and ice sheet and simulate the migration of the grounding line in an appropriate way became clear after the recent observed grounding line retreat (Rignot, 1998) and inland thinning of Pine Island Glacier (PIG; Shepherd et al., 2004), due to rapid upstream thinning propagation. These studies thus imply a tight coupling between the ice sheet interior and surrounding ocean. ASPI intends to shed a light on both mechanisms of stress transmission and grounding line migration in a marine ice sheet for different perturbations in both the ice shelf and at the grounding line with a higher-order ice sheet model. Our treatment would use a sub-grid accuracy determination of the grounding line and a full 3D determination of the stress field across the grounding line (transition zone), leading to a proper grounding line migration in the plane.\r\n\r\n<u>Work Package 2: “Welding” at grounding lines by marine ice formation</u>\r\nTransition zones at grounding lines are the seat of marine ice formation in the large-scale bottom crevasses occurring at the hinge and between individual ice streams getting afloat. Marine ice thus has a great potential to stabilize the ice shelf flow, especially at those transition zones where the ice gets afloat (grounding line) and where it impinges on pinning points. Pinning points are considered to be equally important in stabilizing the ice flow in ice shelves and ice sheets. In January 2005, a deep ice core was retrieved within the framework of the (French-British) Berkner Island Ice Core Drilling Project (Dr. R. Mulvaney, pers. com.). Bedrock has been reached at 948.5 m depth and the bottom of the core consists of more than two metres of debris-loaded ice. This would provide the first opportunity to investigate the ice-substrate interface of an island which acts as a major pinning point for the Filchner-Ronne Ice shelf. ASPI proposes to study these mechanical properties of marine ice by analysing ice cores formed in rifts near grounding lines or close to pinning points. Parts of these cores will be used for deformation experiments, others for measuring fabrics, bulk salinity, and water stable isotopes properties in order to document the ice types and select the appropriate samples for rheological studies. The basal part of the Berker Island deep ice core (at a pinning point of a major Antarctic ice shelf) will be analysed in conjunction. Control methods will be employed to perform inverse model experiments. Such inversion procedure identifies the main features of rheological weakening within the shelf including rifts.\r\n\r\n<u>Work Package 3: Subglacial lakes</u>\r\nMore than 150 subglacial lakes have been identified beneath the Antarctic ice sheet. At this point we do not know if the known subglacial lakes are transient or permanent features of the sub-glacial hydrological system and whether they are subject to dramatic changes, such as sudden outbursts, which may lead to a destabilization of the overlying ice sheet. To understand the stability of Antarctic subglacial lakes over time it is important to develop an understanding of what conditions would trigger the (catastrophic) draining of such a lake, which has its impact on the stability of the ice sheet in general. ASPI will analyse the basal part of deep ice core drillings across and in the vicinity of subglacial lakes and will model the ice flow across subglacial lakes at high resolution. Model experiments aim at understanding the relation between the water body and the overlying ice, especially with respect to the stability of subglacial lakes with changing environmental conditions.\r\n\r\n<u>Work Package 4: Basal ice properties and processes</u>\r\nNot only large water bodies (like ocean or subglacial lakes) can be held responsible for anomalous flow in the basal layers of ice sheets. Liquid water exists in natural ice masses well below their pressure melting point and forms thin films. Interactions between these water films and enhanced deformation in the debris-rich ice at the proximity of the bed have been shown to alter both the rheology and the palaeoclimatic signature of the ice. Furthermore, subglacial lakes are present in the immediate vicinity of major drilling sites, which makes it plausible that lake ice is present at the base. ASPI intends to increase the knowledge of the modification processes of basal ice layers properties in large ice sheets, both from ice measurements and from laboratory deformation experiments. Results should enable us to correctly interpret the reliability of the paleoclimatic signal at depth. ULB has access to the study of the basal ice from the two EPICA drilling sites (EDC and EDML).\r\n\r\n<b>Interaction between the partners</b>\r\n\r\nThe project relies on a tight collaboration between scientist involved in ice analysis and laboratory experimentation (ULB) and those involved in ice sheet modelling (ULB and VUB). Results of these analyses will directly constrain the development and refinement of (existing) ice sheet and ice shelf models by determining the rheology and deformation characteristics of marine ice inclusions at the grounding line (ULB). Coupling of the different models will furthermore allow large-scale simulations over the last glacial-interglacial transition, where grounding line evolution was the most prominent (VUB). These will enable us to assess the global change impact on the Antarctic cryosphere.\r\n\r\nASPI is a contribution to the SCAR-SALE (Scientific Committee on Antarctic Research – Subglacial Antarctic Lake Environments) research programme and the EU Framework VI project \"EPICA-MIS (European Project on Ice Coring in Antarctica): New paleoreconstructions from Antarctic ice and marine records\". The results of the impact research will also be beneficial to the SCAR-ACE (Scientific Committee on Antarctic Research – Antarctic Climate Evolution) programme. ASPI is also a Belgian contribution to the SALE-UNITED proposal #42 to the International Polar Year (IPY)","AbstractOtherLang":"<b>Context</b>\r\n\r\nASPI (Antarctische Subglaciale Processen en Interacties: de rol van transitiezones in ijskapstabiliteit) is een interdisciplinair project dat zich toespitst op de stabiliteit van mariene ijskappen, ijsplaten en subglaciale meren in een context van klimaatsveranderingen. ASPI maakt deel uit van de Belgische ACSYS/CliC activiteiten en maakt deel uit van het IPY onderzoeksprogramma SALE-UNITED (Subglacial AntarcticLake Environments). ASPI is het vervolg van AMICS (Antarctic ice sheet dynamics and climate change: Modelling and Ice Composition Studies).\r\n\r\n\r\n<b>Beschrijving van het project</b>\r\n\r\n<i>Doelstellingen</i>\r\n\r\nHet doel van ASPI is (i) de interacties tussen de ijskap en de subglaciale omgeving en de processen die de Antarctische ijskap controleren, te begrijpen en (ii) de stabiliteit van de ijskap met een veranderend klimaat kwantitatief te bepalen alsook de impact van klimaatveranderingen op de kustgebieden. Een sleutelfactor in deze kwantificering en impactanalyse is het bestaan van transitiezones in de ijskap. Typische voorbeelden van deze transitiezones zijn scharnierlijnen (de interface tussen de ijskap en de ijsplaat, tussen een ijskap en een subglaciaal meer, en tussen een ijsplaat en een pinpunt). Deze transitiezones zijn wellicht het minst begrepen, nochtans bepalen zij voor een groot deel de processen en dynamiek van de laterale expansie en de terugtrekking van mariene ijskappen.\r\n\r\n<i>Methodologie</i>\r\n\r\n<u>Work Package 1: Beweging van de scharnierlijn</u>\r\nIn de meeste ijskapmodellen van de Antarctische ijskap worden transitiezones zeer klein beschouwd, kleiner dan de gridpuntsafstand welke men gebruikt in deze modellen. In ijsstromen daarentegen zijn transitiezones verschillende honderden kilometers breed, zelfs bij continentale ijsstromen die grote delen van de Oost-Antarctische ijskap draineren. De nood aan uitgebreide modellen die zowel de mechanische koppeling tussen de ijsplaat en de ijskap simuleren alsook de beweging van de scharnierlijn werd duidelijk na de observatie van een terugtrekking van de scharnierlijn gevolgd door een sterke verdunning van de inlandse ijskap in Pine Island Glacier (PIG; Rignot, 1998; Shepherd et al., 2004), omwille van een snelle transfer van de verdunning naar het binnenland. Deze studies tonen duidelijk aan dat er een nauwe koppeling bestaat tussen de ijskap en de oceaan. ASPI zal deze mechanismen van stress transfer en scharnierlijnmigratie ontrafelen in een mariene ijskap voor verschillende perturbaties in de ijsplaat en aan de scharnierlijn met een hogere-orde ijskapmodel. We zullen een subgrid beweging van de scharnierlijn implementeren tezamen met een volledige 3D bepaling van het krachtenevenwicht in de omgeving van de scharnierlijn (transitiezone).\r\n\r\n<u>Work Package 2: “Welding” aan scharnierlijnen door de vorming van marien ijs</u>\r\nTransitiezones nabij scharnierlijnen zijn de basis voor de vorming van marien ijs in grootschalige bodemkloven welke voorkomen aan de overgangen tussen individuele ijsstromen die komen te drijven op de oceaan. Marien ijs heeft dus een groot potentieel om de ijsvloei van de ijsplaat te stabiliseren, vooral in deze transitiezones waar het ijs komt te drijven (scharnierlijn) en waar het in contact komt met pinpunten. Pinpunten zijn verondersteld even belangrijk te zijn in de stabilisering van de ijsvloei in ijsplaten en ijskappen. In Januari 2005 werd een diepe ijskern bekomen in het kader van het Frans-Britse Berkner Island Ice Core Drilling Project (Dr. R. Mulvaney, pers. com.). De bodem (bedrock) werd bereikt op een diepte van 948.5m) en het onderste deel van de ijskern bestaat voor meer dan twee meter uit ijs gemengd met puin. Dit zal voor het eerst de mogelijkheid bieden de ijs-bedrock interface te onderzoeken van een eiland dat dienst doet als een belangrijk pinpunt voor de Filchner-Ronne Ice Shelf. ASPI stelt voor om deze mechanische eigenschappen van het mariene ijs te bestuderen, door de analyse van ijskernen van riften nabij de scharnierlijn of dichtbij pinpunten. Een deel van deze ijskernen zal worden gebruikt voor vervormingsexperimenten, andere voor het meten van de samenstelling, zoutgehalte, en eigenschappen van stabiele isotopen van water, om zodoende het ijs te typeren en geschikte stalen te selecteren voort reologische studies. Het basale ijs van de Berkner Island diepe ijskern (gelegen aan een pinpunt van een belangrijke Antarctische ijsplaat) zal ook worden geanalyseerd. Controle methodes zullen worden aangewend om inverse modelexperimenten uit te voeren. Zo een inverse procedure identificeert de belangrijkste eigenschappen van reologische verzwakking binnenin de ijsplaat en de riften.\r\n\r\n<u>Work Package 3: Subglaciale meren</u>\r\nMeer dan 150 subglaciale meren zijn geïdentificeerd onderaan de Antarctische ijskap. Op dit ogenblik weten we niet of gekende subglaciale meren permanent zijn of deel uit maken van een overgangsfase van het subglaciale hydrologische systeem, en of deze meren eens ze dramatische veranderingen ondergaan, zoals plotselinge uitbarstingen, kunnen leiden tot een instabiliteit van de ijskap. Om de stabiliteit van Antarctische subglaciale meren over langere tijdspannen te begrijpen is het noodzakelijk de condities beter te begrijpen die zouden leiden tot een catastrofische drainage van zo een meer, hetgeen zijn impact heeft op de stabiliteit van de ijskap in het algemeen. ASPI zal het basale deel van ijskernen in diepe ijsboringen in Antarctica in de omgeving van subglaciale meren analyseren, en de ijsvloei over subglaciale meren met een hoge resolutie simuleren met numerieke ijskapmodellen. Het doel van deze modelexperimenten is de relatie tussen het water en het overliggende ijs te kennen, voornamelijk met betrekking tot de stabiliteit van subglaciale meren bij veranderingen van condities in het milieu.\r\n\r\n<u>Work Package 4: Eigenschappen en processen van het basaal ijs</u>\r\nNiet enkel grote hoeveelheden water (zoals een oceaan of een subglaciaal meer) zijn verantwoordelijk voor anomalieën in het gedrag van de basale ijslagen in ijskappen. Vloeibaar water komt voor in natuurlijke ijsmassa’s diep onder het druksmeltpunt en vormt een dunne film. Interacties tussen deze water film en een versterkte vervorming van het puin-rijk ijs in de omgeving van de bedrock tonen dat zowel de ijsreologie als het paleoklimaatsignaal in het ijs hierdoor worden beïnvloed. Hierbij komt nog dat subglaciale meren voorkomen in de directe omgeving van grote boorsites, waardoor meerijs kan voorkomen aan de basis. Het doel van ASPI is de kennis van de processen die instaan voor de wijziging van de ijskern chronologie in het basale ijs te verhogen, zowel vanuit de metingen in het ijs als met vervormingexperimenten in het labo. Resultaten moeten ons toelaten de betrouwbaarheid van het paleoklimaatsignaal op diepte correct te interpreteren. De ULB heeft toegang tot de studie van het basaal ijs van twee EPICA boorsites (EDC en EDML).\r\n\r\n<b>Interactie tussen de partners</b>\r\n\r\nHet project is gebaseerd op een nauwe samenwerking tussen wetenschappers die ijs analyseren en labo-experimenten uitvoeren (ULB) en zij die modelleren (ULB en VUB). Resultaten van deze analyses zullen meteen helpen om modellen te ontwikkelen en bestaande ijskap- en ijsplaatmodellen te verfijnen door de reologie en vervormingseigenschappen van marien ijs aan de scharnierlijn te bepalen (ULB). Koppeling van de verschillende modellen zal toelaten grootschalige simulaties uit te voeren over de laatste glaciale-interglaciale transitie, waar scharnierlijnevolutie prominent was (VUB). Deze zullen toelaten de impact van klimaatveranderingen op de Antarctische cryosfeer te bepalen.\r\n\r\nASPI is een bijdrage tot het SCAR-SALE (Scientific Committee on Antarctic Research – Subglacial Antarctic Lake Environments) onderzoeksprogramma en het EU Framework VI project \"EPICA-MIS (European Project on Ice Coring in Antarctica): New paleoreconstructions from Antarctic ice and marine records\". De resultaten van het impactonderzoek vormen ook een bijdrage tot het SCAR-ACE (Scientific Committee on Antarctic Research – Antarctic Climate Evolution) programma. ASPI is ook een Belgische bijdrage tot het SALE-UNITED voorstel #42 van het Internationale Pooljaar (IPY).","DateLastModified":{"date":"2024-05-06 10:25:46.257000","timezone_type":1,"timezone":"+00:00"},"ParentProID":2063,"BeginYear":2005,"EndYear":2007,"BMonth":12,"EMonth":12,"BeginMonth":"December","EndMonth":"December","OrigTitleLangCode":"nl","OrigTitleLangID":41,"OrigTitleLangNL":"Nederlands","OrigTitleLang":"Dutch","OtherAbstractLangCode":"nl","OtherAbstractLangID":41,"OtherAbstractLang":"Dutch","OtherAbstractLangNL":"Nederlands","Progress":"Completed","ProgressNL":"Afgelopen","PublicFlag":1,"CheckedFlag":0,"ND":"2007-06-13","UD":"2009-02-26","DMPFlag":0,"Budget":null,"BudgetCurrency":"EUR"},"parent":{"ProID":2063,"Acronym":"SSD","StandardTitle":"Science for a Sustainable Development"},"persons":null,"projects":null,"events":null,"datasets":null,"institutes":[{"instituterec":{"Acronym":"VUB","ProPartID":8215,"PublicFlag":1,"OrigNameLangCode":"en","OrigNameLangID":15,"FullOrigName":"Vrije Universiteit Brussel; Faculty of Sciences; Department of Geography","Line1":"Pleinlaan 2","Line2":"1050 Brussel","Line3":null,"Line4":null,"InsID":1608,"FullStandardName":"Vrije Universiteit Brussel; Faculteit Wetenschappen; Vakgroep Geografie","Role":"Co-ordinator","RoleID":7,"EncAddress":"Pleinlaan 2, 1050 Brussel, Belgium"},"parent":null,"institutes":null,"references":null,"conferences":null,"datasets":null,"persons":[{"Surname":"Pattyn","Firstname":"Frank","Initials":"F.","LeaderFlag":0,"PersID":14818,"Role":"Co-ordinator","RoleID":7,"PastInstitute":0,"BeginDay":null,"BeginMonth":null,"BeginYear":null,"EndDay":null,"EndMonth":null,"EndYear":null}],"pastpers":null,"subpers":null,"projects":null,"urls":null,"pictures":null,"published":null,"affrefs":null,"collections":null,"thesterms":null,"taxterms":null,"geoterms":null,"thestermsFRIS":null,"nXtins":null,"previns":null,"spcols":null,"resmessage":"no id specified","complete":0,"participantrec":null,"peerrevs":null,"urlmaps":null},{"instituterec":{"Acronym":null,"ProPartID":8216,"PublicFlag":1,"OrigNameLangCode":"en","OrigNameLangID":15,"FullOrigName":"Université Libre de Bruxelles; Faculty of Sciences; Department of Earth Science and Environment; Laboratoire de Glaciologie","Line1":"Campus du Solbosch, Bât. D niv. 4","Line2":"CP 160/03","Line3":"Avenue F.D. Roosevelt, 50","Line4":"1050 Bruxelles","InsID":1978,"FullStandardName":"Université Libre de Bruxelles; Faculté des Sciences; Département des Sciences de la Terre et de l'Environnement; Laboratoire de Glaciologie","Role":"Partner","RoleID":17,"EncAddress":"Campus du Solbosch, Bât. D niv. 4, CP 160/03, Avenue F.D. Roosevelt, 50, 1050 Bruxelles, Belgium"},"parent":null,"institutes":null,"references":null,"conferences":null,"datasets":null,"persons":[{"Surname":"Tison","Firstname":"Jean-Louis","Initials":"J.L.","LeaderFlag":0,"PersID":12470,"Role":"Partner","RoleID":17,"PastInstitute":0,"BeginDay":null,"BeginMonth":null,"BeginYear":null,"EndDay":null,"EndMonth":null,"EndYear":null}],"pastpers":null,"subpers":null,"projects":null,"urls":null,"pictures":null,"published":null,"affrefs":null,"collections":null,"thesterms":null,"taxterms":null,"geoterms":null,"thestermsFRIS":null,"nXtins":null,"previns":null,"spcols":null,"resmessage":"no id specified","complete":0,"participantrec":null,"peerrevs":null,"urlmaps":null},{"instituterec":{"Acronym":"FARD","ProPartID":8217,"PublicFlag":1,"OrigNameLangCode":"en","OrigNameLangID":15,"FullOrigName":"Vrije Universiteit Brussel; Faculty of Science and Bio-engineering Sciences; Department of Geography; Research group Physical Geography","Line1":"Pleinlaan 2","Line2":"1050 Brussels","Line3":null,"Line4":null,"InsID":5807,"FullStandardName":"Vrije Universiteit Brussel; Faculteit Wetenschappen & Bio-ingenieurswetenschappen; Vakgroep Geografie; Onderzoeksgroep Fysische Geografie","Role":"Partner","RoleID":17,"EncAddress":"Pleinlaan 2, 1050 Brussels, Belgium"},"parent":null,"institutes":null,"references":null,"conferences":null,"datasets":null,"persons":[{"Surname":"Huybrechts","Firstname":"Philippe","Initials":"Ph.","LeaderFlag":0,"PersID":9933,"Role":"Partner","RoleID":17,"PastInstitute":0,"BeginDay":null,"BeginMonth":null,"BeginYear":null,"EndDay":null,"EndMonth":null,"EndYear":null}],"pastpers":null,"subpers":null,"projects":null,"urls":null,"pictures":null,"published":null,"affrefs":null,"collections":null,"thesterms":null,"taxterms":null,"geoterms":null,"thestermsFRIS":null,"nXtins":null,"previns":null,"spcols":null,"resmessage":"no id specified","complete":0,"participantrec":null,"peerrevs":null,"urlmaps":null}],"refs":null,"urls":[{"URL":"homepages.ulb.ac.be/~fpattyn/aspi","externalID":null,"URLTypeCode":null,"URLType":"Project home page","URLTypID":9},{"URL":"www.belspo.be/belspo/fedra/proj.asp?l=en&COD=SD/CA/02A","externalID":null,"URLTypeCode":null,"URLType":"FEDRA metadata","URLTypID":31}],"thesterms":null,"taxterms":null,"geoterms":null,"funderids":[{"FunderID":"SD/CA/02A","ThestID":181476,"FunderType":"Other contract id"}],"othtermsFRIS":null,"pictures":[],"spcols":[{"SpColID":269,"SpName":"ENCORA"},{"SpColID":165,"SpName":"ENCORA: BENCORE"}],"resmessage":"","complete":1}