Radar afslører smeltevand året rundt under grønlandsk is

Når sommertemperaturerne stiger i Grønland, og smeltesæsonen begynder, vandbassiner på overfladen, og forsvinder undertiden ned ad huller i isen. Det vand kan i sidste ende nå grundfjeldet, skabe en glidende, hurtigere rutsjebane til gletsjere. Men hvor går det hen, når det når dertil, og hvad sker der med det om vinteren? En ny undersøgelse hjælper med at besvare disse spørgsmål.

Forskere har været i stand til at observere flydende vand på enkelte punkter ved at bore huller, men disse observationer er begrænsede. En forbedret teknik udviklet af en kandidatstuderende ved Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory og hendes kolleger udvider nu denne opfattelse på tværs af hele regioner, og på tværs af sæsoner for første gang, ved at gøre det muligt at bruge luftbåren ispenetrerende radar til at afsløre smeltevands liv under isen året rundt.

De første resultater, netop offentliggjort i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve , afsløre omfattende vintervandslagring under isen. De antyder, at gletschernes reaktion på smeltning ikke kun afhænger af den hastighed, hvormed smeltevand strømmer ned, men også på mængden af ​​vand, der er lagret under isen gennem vinteren, og om landets topografi og permeabilitet nedenfor, sagde undersøgelsens hovedforfatter, Columbia kandidatstuderende Winnie Chu.

"Fordelingen af ​​smeltevand udvikler sig konstant, skifte fra et sted til et andet, "sagde Chu." Ved at vide, hvordan denne distribution ændrer sig sæsonmæssigt, vi kan bedre forstå den rumlige forbindelse mellem is og vandgennemstrømning. "Chu sagde, at der produceres mere smeltevand, når temperaturen stiger, og undersøgelsen tyder på, at Grønland har potentiale til at gemme noget af det ved isens bund. Dette kan potentielt formidle smeltevandets indvirkning på sommerisstrømmen ved at opretholde stabile subglaciale vandtryk gennem året, hun sagde.

Grønlands indlandsis har en lang række temperaturer og urenheder, der får isen til at fryse på forskellige måder, og disse variationer har gjort det svært for isgennemtrængende radar at identificere lommer af vand under isen. Chu og hendes kolleger udviklede en måde at korrigere for disse variationer ved at bruge 3D-termomekaniske ismodeller og kendskab til indlandsets kemi for at få den reflektivitet frem, der angiver vand i radardata.

I undersøgelsen, forskerne beskriver, hvor vand var udbredt inde i isen i starten af ​​smeltesæsonen, og hvor det var til stede i slutningen af ​​vinteren i Russell Glacier og nabo Isunnguata Sermia, i det vestlige Grønland. De viste, at tidligt i smeltesæsonen, det meste af smeltevandet, der nåede grundfjeldet, var langs sedimentfyldte trug under gletsjerne. I modsætning, om vinteren, størstedelen af ​​regionens subglaciale vand kunne ses samle sig i højere fjeldrygge, mens de laveste højder var for det meste tørre.

Forskerne formoder, at under varmere vejr, vandtryk åbner dræningssystemer i isen, tillader smeltevand fra overfladen at strømme igennem til trugene nedenfor. Disse kanaler kan lukke om vinteren, da mindre vand strømmer ind og vandtrykket falder. I trugene, det sedimentfyldte gulv muliggør bedre dræning. "Alt tilbageværende subglacialt vand vil derefter sandsynligvis fortsætte med at sive gennem grundvandsafløb, efterlader lidt vinteropbevaring ved isbedsgrænsefladen, "skriver forfatterne. Men kamme består af mindre gennemtrængeligt materiale, så vand kan samle sig på dem.

Effekten af ​​vand er tydelig i gletsjernes skiftende hastighed i løbet af året. I smeltesæsonen 2010, Russell Glacier flød mere end dobbelt så hurtigt som i slutningen af ​​den følgende vinter, forfatterne skriver. Gletsjeren sætter fart i forsommeren, tyder på, at vandtrykket stiger hurtigt der, Sagde Chu. Det aftager hurtigt i slutningen af ​​sommeren, tyder på, at dannelsen af ​​kanaler i isen skaber mere effektiv, hurtigere dræning af smeltevandet fra gletsjerbedet, skriver forskerne.

Nabo Isunnguata Sermia accelererer langsommere. Det kan være forbundet med dets tilsyneladende udbredte subglaciale vandlagerkapacitet, som muligvis opretholder vandtryk gennem vinteren, Sagde Chu. Russell Glacier, i modsætning, har mindre vintervandslagring og ville opleve en større stigning i vandtrykket i starten af ​​smeltesæsonen.

"Vores resultater tyder på, at vinterens subglaciale hydrologiske tilstand kunne præ-betingelse af gletscherens reaktion på yderligere smeltevand i den følgende sommer, "Sagde Chu.

Teknikken anvendt i undersøgelsen giver et klarere overblik over, hvordan vand bevæger sig under isen end nogen anden eksisterende metode, sagde Joseph MacGregor, en glaciolog og geofysiker ved NASA-Goddard Space Flight Center, der ikke var involveret i undersøgelsen.

"Vi har fremherskende ideer om, hvordan vand strømmer på overfladen af ​​iskapper, gennem iskapper, og under iskapper. Hvad vi ikke har, er store observationer af, hvor vandet er under isen det meste af tiden, "Sagde MacGregor." Dette resultat ændrer denne situation. Det viser også værdien af ​​luftbåren fjernmåling til test af grundlæggende glaciologiske hypoteser. "