Sporing af subglacial vandlager

Gletsjere er afgørende for både menneskers og dyrs sundhed. Faktisk, 70 procent af verdens befolkning forbruger vand, der har en vis glacial input. Det er vigtigt at forstå, hvordan disse iskolde giganter fungerer, fordi de påvirker nedstrøms økosystemer.

Carli Arendt, en adjunkt i marine, jord- og atmosfæriske videnskaber ved NC State, ønsker at forstå, hvordan vand bevæger sig gennem gletsjere; specifikt, hvor længe underglacialt vand må opbevares.

Normalt, forskere bruger farvestoffer til at bestemme, hvor længe vand opbevares i en gletscher. De lægger farvestoffet på overfladen af ​​en gletscher i smeltesæsonen og måler, hvor lang tid det tager, før det viser sig i åen nedenfor. Imidlertid, denne metode viser virkelig kun transporttid - hvor lang tid vand kan tage at flytte fra overfladen af ​​en gletsjer til bunden - den adresserer ikke subglacial lagring.

Subglacialvand refererer til vandet, der er lagret i bunden af ​​gletscheren, hvor isen kan komme i kontakt med grundfjeldet. Fordi det er meget svært at få adgang til dette område, der har ikke været en direkte metode til at måle, hvor længe subglacialt vand kan lagres.

Det ønsker Arendt at ændre. Med kolleger fra University of Michigan (hvor Arendt begyndte studiet som kandidatstuderende) og University of Wyoming, hun har for nylig gennemført en proof-of-concept undersøgelse af en metode til beregning af subglacial vandlagertider.

Arendt målte naturligt forekommende, harmløse uranisotoper (U-238 og U-234) i prøver af smeltevand, hun indsamlede fra det subglaciale system på Athabasca-gletsjeren i Canada. Over tid, uranisotoper forfalder til "datter" -produkter, såsom radon 222. Ved at lede efter tilstedeværelsen af ​​datterprodukter i smeltevandet, Arendt var i stand til at beregne, hvor længe vandet var blevet opbevaret i det subglaciale system.

Arendt ledte også efter tilstedeværelsen og koncentrationen af ​​naturlige elementer som fosfor og nitrat i smeltevandet for at bestemme, hvor længe det smeltevand har kunnet interagere med underliggende grundfjeld. Over tid, grundfjeld kan delvis opløses i smeltevand, og friktionen mellem is i bunden af ​​gletscheren og grundfjeldet derunder kan forvitre grundfjeldet. Begge processer beriger vandet med mineralsalte.

Efterhånden som vandprøverne blev mere fortyndede, Arendt kunne fastslå, at vandet havde mindre kontakttid med grundfjeldet, hjælper hende med at beregne opbevaringstid. Som et resultat var Arendt og hendes kolleger i stand til at registrere direkte tegn på, at lagringstiderne under de glaciale faldt i højtsmeltesæsonen.

Men underglacialt smeltevand og de mineraler, det indeholder, gør mere end at beregne lagring. Disse mineraler kan påvirke livscyklusser for dyr, der lever nedstrøms. For eksempel, laks i Alaska nyder godt af subglacialt vand, der har højere niveauer af nitrat og fosfor. Disse næringsstoffer frigives i vandet på bestemte punkter i smeltesæsonen, så laksegyder er timet til at falde sammen med disse smeltninger. Laksesundhed er knyttet direkte til glacial sundhed.

"Gletsjere er en nøglespiller i vores økosystemer, "Arendt siger." De oplader akviferer og giver næringsstoffer, som dyrelivet har brug for for at overleve. Efterhånden som klimaet ændrer sig, At forstå virkningen på gletsjere og iskapper vil hjælpe os med at løse problemer med vandkvalitet og forsyning. "

Forskningen vises i Kemisk geologi .