La Capa de gel de l'Antàrtida occidental (West Antarctic Ice Sheet o WAIS en anglès) és el segment de la capa de gel continental que cobreix l'Antàrtida occidental, la porció de l'Antàrtida al costat de les muntanyes transantàrtiques que es troba a l'Hemisferi occidental. Es classifica com una capa de gel de base marina, el que significa que el seu llit es troba molt per sota del nivell del mar i les seves vores flueixen a les plataformes de gel flotants. El WAIS està delimitat per la barrera de gel de Ross, la barrera de gel Filchner-Ronne i les glaceres de sortida que desemboquen al Mar d'Amundsen.

Com a part més petita de l'Antàrtida, WAIS també està més fortament afectat pel canvi climàtic. Hi ha hagut escalfament sobre la capa de gel des dels anys 50, i una retirada substancial de les seves glaceres costaneres des d'almenys la dècada de 1990. Les estimacions suggereixen que va afegir uns 7,6 ± 3,9 mm a l'augment del nivell del mar global entre 1992 i 2017, i ha anat perdent gel durant la dècada de 2010 a un ritme equivalent a 0,4 mil·límetres d'augment anual del nivell del mar. Tot i que algunes de les seves pèrdues es compensen amb el creixement de la capa de gel de l'Antàrtida Oriental, l'Antàrtida en el seu conjunt probablement perdrà prou gel el 2100 per afegir 11 cm al nivell del mar. A més, l'inestabilitat de la capa de gel marina pot augmentar aquesta quantitat en desenes de centímetres, especialment amb un escalfament elevat. L'aigua de fusió fresca de WAIS també contribueix a l'estratificació de l'oceà i dilueix la formació d'aigua del fons antàrtic salada, que desestabilitza la circulació de l'Oceà Austral capgirant.

A llarg termini, és probable que la capa de gel de l'Antàrtida occidental desaparegui a causa de l'escalfament que ja s'ha produït. Les proves de Paleoclima suggereixen que això ja ha passat durant el període Eemià, quan les temperatures globals eren similars a les de principis del segle XXI. Es creu que la pèrdua de la capa de gel es produiria entre 2.000 i 13.000 anys en el futur, tot i que diversos segles d'emissions elevades poden escurçar-ho a 500 anys. Es produiria 3,3 m d'augment del nivell del mar si la capa de gel es col·lapsés però deixaria enrere casquets de gel a les muntanyes. L'augment total del nivell del mar des de l'Antàrtida occidental augmenta a 4,3 m si també es fonen, però això requeriria un nivell més alt d'escalfament. El rebot isostàtic de la terra lliure de gel també pot afegir al voltant d'1 m al nivell del mar global durant altres 1.000 anys.

La preservació del WAIS pot requerir una reducció persistent de les temperatures globals fins a 1 °C per sota del nivell preindustrial, o fins a 2 °C per sota de la temperatura del 2020. Com que l'enfonsament de la capa de gel estaria precedit per la pèrdua de la Glacera Thwaites i la Glacera de l'illa Pine, alguns han proposat intervencions d'enginyeria climàtica per preservar-les. En teoria, afegir milers de gigatones de neu creada artificialment podria estabilitzar-los, però seria extraordinàriament difícil i potser no explicaria l'acceleració contínua de l'escalfament dels oceans a la zona. Altres científics suggereixen que la construcció d'obstacles als fluxos d'aigua calenta sota les glaceres podria retardar la desaparició de la capa de gel durant molts segles, però encara requeriria una de les intervencions d'enginyeria civil més grans de la història.

Descripció

miniatura|upright|esquerra|Un mapa de l'Antàrtida Occidental El volum total de tota la capa de gel antàrtica s'estima en 26,92 milions de km3, mentre que el WAIS conté uns 2,1 milions de km3 en gel que està per sobre del nivell del mar i ~1 milió de km3 en el gel que hi ha a sota. El pes del gel ha fet que la roca subjacent s'enfonsi entre 0,5 i 1 quilòmetre en un procés conegut com a depressió isostàtica.

Sota la força del seu propi pes, la capa de gel es deforma i flueix lentament sobre la roca base aspra. Les crestes de gel són les zones on el moviment de la capa de gel és lent perquè es congela al llit, mentre que els corrents de gel flueixen molt més ràpid perquè hi ha aigua líquida als sediments sota ells. Aquests són els sediments marins que solien cobrir el fons de l'oceà abans que la capa de gel es congelés per sobre d'ells, o bé s'han creat a causa de l'erosió de la fricció constant del gel contra la roca base. L'aigua d'aquests sediments es manté líquida perquè l'escorça terrestre sota els corrents de gel és prima i condueix la calor de l'activitat geotèrmica, i perquè la fricció també genera calor, especialment als marges entre els corrents de gel i les crestes de gel.

Quan el gel arriba a la costa, o bé per despreniments o continua fluint cap a l'exterior a l'aigua. El resultat és una plataforma de gel gran i flotant fixada al continent. Aquestes plataformes de gel frenen el flux de gel a l'oceà mentre estiguin presents.

Sistema de rift antàrtic occidental El Sistema de rift antàrtic occidental (West Antarctic Rift System o WARS en anglès) és un dels principals rifts continentals actius a la Terra. Es creu que té una gran influència en els fluxos de gel a l'oest. Antàrtida. A la Terra de Marie Byrd occidental, les glaceres actives flueixen a través de les valls delimitades per falles (grabens) de les WARS. S'ha detectat vulcanisme subgel i se sap que influeix en els fluxos de gel. El 2017, els geòlegs de la Universitat d'Edimburg van descobrir 91 volcans situats a dos quilòmetres per sota de la superfície gelada, la qual cosa la converteix en la regió volcànica més gran de la Terra.

Els corrents de gel de moviment ràpid a la Costa de Siple adjacents a la vora est de la plataforma de gel de Ross estan influenciats per la lubricació proporcionada per till saturat d'aigua dins grabens delimitats per falla dins de l'esquerda, que actuaria per accelerar la desintegració de la capa de gel a nivells més intensos de canvi climàtic. miniatura|upright=1.6|Un mapa topogràfic i batimètric de l'Antàrtida sense les seves capes de gel, assumint nivells del mar constants i sense rebot postglacial

Història Igual que les altres capes de gel, la capa de gel de l'Antàrtida Occidental havia sofert canvis significatius de mida durant la seva història. Fins fa uns 400.000 anys, l'estat de WAIS estava regit en gran manera pels efectes de la variació solar sobre el contingut de calor de l'oceà Austral, i va augmentar i disminuir d'acord amb un cicle de 41.000 anys. Fa uns 80.000 anys, la seva mida era comparable a l'actual, però després va créixer substancialment, fins que la seva extensió va assolir els marges de la plataforma continental durant l'últim màxim glacial fa uns 30.000 anys. Després es va reduir al voltant del seu estat preindustrial fa uns 3.000 anys. També de vegades es va reduir fins a un punt on només quedaven casquets de gel menors i aïllats, com durant l'etapa d'isòtops marins fa 31 ~1,07 milions d'anys, o el període Eemià fa ~130.000 anys.

Canvi climàtic Observacions miniatura|upright=1.2|Tendències de 1957–2007 de la temperatura de la superfície antàrtica, en °C/dècada. L'Antàrtida occidental ha experimentat un escalfament estadísticament significatiu en les últimes dècades, tot i que hi ha certa incertesa sobre la seva magnitud. El 2015, l'escalfament del WAIS entre 1976 i 2012 es va calcular com un rang entre 0,08 °C per dècada i 0,96 °C per dècada. El 2009, es va estimar que l'escalfament de la regió des del 1957 superava els 0,1 °C per dècada. Aquest escalfament és més fort a la Península Antàrtica. L'any 2012, la investigació va trobar que la capa de gel de l'Antàrtida occidental s'havia escalfat 2,4 °C des del 1958, uns 0,46 °C per dècada, que era gairebé el doble de l'estimació de 2009. El 2022, l'escalfament central del WAIS entre 1959 i 2000 es va estimar en 0,31 °C per dècada, i aquest canvi es va atribuir de manera concloent als augments de les concentracions de gasos d'efecte hivernacle. miniatura|esquerra|upright=1.4|Distribució dels punts calents d'aigua de desglaç causats per les pèrdues de gel a la Badia de Pine Island, la ubicació tant de Thwaites (TEIS es refereix a la plataforma de gel oriental de Thwaites) com de les glaceres de Pine Island. El contingut de calor oceànica en constant augment força el desglaç i la retirada de les glaceres costaneres de la capa de gel. Normalment, el balanç de massa de la glacera compensa les pèrdues costaneres a través dels guanys de les nevades a la superfície, però entre 1996 i 2006, la pèrdua de massa de gel antàrtica ja havia augmentat un 75%. Entre el 2005 i el 2010, es pensava que la fusió de WAIS havia afegit 0,28 mil·límetres al nivell global del mar cada any. Al voltant del 2012, la pèrdua total de massa de la capa de gel de l'Antàrtida occidental es va estimar en 118 ± 9 gigatones anuals. Les observacions posteriors per satèl·lit van revelar que la pèrdua de gel de l'Antàrtida occidental va augmentar de 53 ± 29 gigatones anuals el 1992 a 159 ± 26 gigatones anuals el 2017, donant lloc a un augment del nivell del mar de l'Antàrtida de 7,6 ± 3,9 mm. El 2023, ~150 gigatones anuals es van convertir en la taxa anual mitjana de pèrdua de massa des del 2002, equivalent a 0,4 mil·límetres d'augment anual del nivell del mar.

Les glaceres costaneres solen estar reforçades per plataformes de gel, que són blocs massius de gel flotant al costat d'una glacera. No obstant això, les plataformes de gel es fonen relativament ràpidament, ja que estan constantment en contacte amb l'escalfament de l'aigua de l'oceà. La retirada de la glacera s'accelera substancialment un cop s'enfonsen i deixen de proporcionar suport estructural a la glacera, i un cop l'aigua calenta pot fluir a la glacera sense obstacles. La majoria de les pèrdues de gel es produeixen a l'Amundsen Sea Embayment i les seves tres glaceres més vulnerables: Glacera Thwaites, Glacera de l'illa Pine i Glacera Smith. Al voltant de l'any 2005, es pensava que perdien un 60% més de massa que la que han guanyat i que contribuïen uns 0,24 mil·límetres per any a l'augment del nivell del mar.Jenny Hogan, "Antarctic ice sheet is an 'awakened giant'", New Scientist, February 2, 2005. miniatura|upright=2.4|La comparació de les taxes actuals de retirada al costat est de la glacera de Thwaites (esquerra) i les projectades després del col·lapse de la plataforma de gel de Thwaites. Aquesta projecció va ser impugnada l'any següent. De les tres, la glacera Thwaites és la més coneguda, fins al punt de ser batejada per alguns a la premsa com la "Glacera del dia del judici final", encara que molts científics ho consideren alarmista i inexacte. El motiu de preocupació per Thwaites és perquè havia experimentat una pèrdua de massa substancial des d'almenys principis dels anys noranta, mentre que la seva topografia del fons marí local no ofereix cap obstacle per a una ràpida retirada, amb les seves parts més vulnerables situades a 2,4 km sota el nivell del mar. A més, el 2021 s'havia demostrat que la plataforma de gel de Thwaites, que limita la part oriental de la glacera de Thwaites, podria començar a col·lapsar-se en cinc anys. La glacera començaria a veure pèrdues importants "en dècades" després de la fallada de la plataforma de gel, i la seva contribució anual a l'augment del nivell del mar augmentaria del 4% actual al 5%, tot i que encara trigaria segles a desaparèixer completament.

Pèrdua de gel prevista al segle XXI miniatura|esquerra|La glacera de Thwaites, amb la seva vulnerable topografia rocosa visible.