Undersøgelse identificerer ny vej for Grønlands smeltevand til at nå havet

Revner i Grønlands Indlandsis lader en af ​​dens grundvandsmagasiner dræne til havet, ny NASA-forskning finder. Akvifererne, først opdaget for nylig, er usædvanlige, idet de fanger store mængder flydende vand i indlandsisen. Indtil nu, videnskabsmænd vidste ikke, hvad der skete med vandet, der var gemt væk i dette reservoir - opdagelsen vil hjælpe med at finjustere computermodeller af Grønlands bidrag til havniveaustigningen.

"Dette papir belyser skæbnen for akviferens vand, sagde Kristin Poinar, hovedforfatter af undersøgelsen og en postdoc ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Før, vi vidste ikke, om vandet frøs inde i indlandsisen eller genopstod på isoverfladen. I et af disse scenarier, smeltevandet ville ikke bidrage til havniveaustigningen."

Nu, ved hjælp af en ny computermodel, der tester, om visse smeltevandsfyldte revner kan knække til bunden af ​​iskappen, Poinar og hendes kolleger har vist, at smeltevandet når havet.

Grønland bidrager med vand til havet hovedsageligt gennem overfladeafsmeltning og isstrøm. Undersøgelser har vist, at overfladesmeltningen er steget i de seneste årtier. I det vestlige Grønland, så meget overflade smelter former, at det skaber et netværk af floder og søer, som dræner gennem isen til det underliggende grundfjeld, hvorfra vandet strømmer til havet.

Men det sydøstlige Grønland er meget anderledes - søer og floder dannes ikke, selvom isen smelter. I stedet, store reservoirer af vand bliver fanget i firnlaget (et bånd af komprimeret sne). I 2011, forskere opdagede disse grundvandsmagasiner omkring 40 fod (12 meter) under isens overflade. Forskere har beregnet, at disse firn akviferer dækker omkring 8, 455 kvadrat miles (21, 900 kvadratkilometer) af Grønland og rummer et vandvolumen på størrelse med Lake Tahoe. Akviferen forbliver flydende året rundt, fordi regionens kraftige snefald skaber et tykt tæppe, der isolerer grundvandsmagasinet fra de frysende lufttemperaturer ovenfor.

"Disse firn akviferer er analogerne til overfladevandet, som vi kan se i det vestlige Grønland, " sagde Poinar. "Sydøstgrønland er evigt dækket af sne og har næsten ingen bar is, så om sommeren samler vandet sig ikke som det gør på bar is i det vestlige Grønland, dannelse af søer og floder; i stedet, det siver nedad og forsvinder til steder, hvor vi ikke kan se det."

Poinar studerede et segment af grundvandsmagasinet i Helheim-gletsjeren i det sydøstlige Grønland, hvor jordgennemtrængende radarmålinger indsamlet af Operation IceBridge, NASAs luftundersøgelse af ændringer i polarisen, viste, at en 2-mil lang del af grundvandsmagasinet havde drænet en stor mængde vand mellem foråret 2012 og foråret 2013.

Direkte nedstrøms for denne del af grundvandsmagasinet, forskerne identificerede et felt af sprækker (revner i isen); på grund af tyngdekraften, de troede, akvifervandet skal strømme ind i disse åbninger. For at finde ud af, om vandet frøs igen i sprækkerne eller sprækkes helt til grundfjeldet, Poinar byggede en computermodel af, hvordan vand fra firn-akviferen udvider sig, uddyber, og genfryser i revnerne. Modellen viste, at vandet får sprækkerne til at revne hurtigere, end vandet kan genfryse, således at smeltevandet kan nå grundfjeldet i løbet af uger til måneder.

"Der er en grænse for, hvor meget vand sprækkerne kan rumme; når de når den grænse, de knækker til bunden af ​​indlandsisen og leverer det vand til sengen, hvorfra den kan rejse relativt hurtigt til havet, " sagde Poinar. "Vi fandt ud af, at mængden af ​​smeltevand, der drænes gennem dette særlige akvifer-spaltefeltsystem, er sammenlignelig med det, der kommer ud af en vestgrønlandsk supraglacial sø eller et flodsystem."

Poinar sagde, at selvom hendes undersøgelse er fokuseret på en bestemt del af grundvandsmagasinet, der er andre områder i det sydøstlige Grønland, som sandsynligvis vil være vært for lignende kombinationer af firn-akviferer og nærliggende sprækkefelter. Hun sagde, at hendes fremtidige arbejde vil fokusere på, hvordan dette nyopdagede drænsystem integreres over hele Grønlands indlandsis, og også på at måle, hvordan vandet, der drænes fra grundvandsmagasinet, smører grundfjeldet og påvirker strømmen af ​​iskappen.

"Kristins fund er en nøglekomponent i forståelsen af ​​vigtigheden af ​​firn-akvifersystemet, " sagde Rick Forster, en glaciolog ved University of Utah, som var en del af feltholdet, der opdagede grundvandsmagasinet i 2011. "Hendes model viser, at vandet kommer til sengen, og det tilføjer et helt andet niveau af betydning til, hvordan den lagring af vand kan påvirke ændringer i havniveaustigningen i fremtiden."