Glacial moulin-dannelse udløst af hurtig sødræning

Forskere afslører mysteriet om, hvordan hvor og hvornår vigtige glaciale træk kaldet moulins dannes på Grønlands Indlandsis. Moulins, lodrette ledninger, der trænger gennem den halve kilometer dybe is, effektivt tragt størstedelen af ​​sommerens smeltevand fra isoverfladen til bunden af ​​iskappen. Drænvandets smørende virkning kan føre til hurtigere glidning af iskappen. En ny undersøgelse offentliggjort i Geofysiske forskningsbreve , et tidsskrift fra American Geophysical Union, finder smeltevandssøer, der dannes på isoverfladen, kan dræne gennem moulins i løbet af få timer.

"At danne en moulin i Grønland kræver en revne på isoverfladen, som bliver fyldt med vand, der til sidst driver sprækken gennem isen, " sagde Matthew Hoffman, en glaciolog og datalog ved Los Alamos National Laboratory i Los Alamos, New Mexico og hovedforfatter af den nye undersøgelse. "Men der er et mysterium her:En stor del af moulinerne i Grønland dannes et stykke væk fra indlandsisens eksisterende sprækkemarker."

I den nye undersøgelse, Hoffman og kolleger sammenlignede satellitbilledekort af moulins med computersimuleringer drevet af timevis, ishastighedsmålinger på stedet fra GPS-stationer. De fandt smeltevandssøer, der dannes på indlandsisens overflade og kan katastrofalt dræne gennem isen i løbet af få timer.

"Den massive fremskyndelse af isstrømmen forårsaget af alt dette vand, der når bedet, trækker bogstaveligt talt isen ved overfladen fra hinanden over et bredt område, midlertidigt skabe gennemtrængende revner, som sår nye moulins, hvor disse revner skærer smeltevand, der strømmer på overfladen, " sagde Hoffman.

"Mens disse katastrofale sødræninger har været kendt i et årti eller deromkring, deres bredere indvirkning på indlandsisen så ud til at være begrænset til et par dage med lokaliseret, hurtigere bevægelse, " sagde Stephen Price, en forsker ved Los Alamos og medforfatter til det nye studie.

De nye resultater indikerer en potentielt meget bredere betydning for sødræningshændelser, fordi moulins kontrollerer de steder, hvor størstedelen af ​​sæsonens smeltevand kommer ind i indlandsisen, får adgang til sengen, og accelererer isstrømmen, ifølge Pris. "Disse processer, som i øjeblikket ikke tages højde for i computersimuleringer af indlandsisens udvikling og havniveauændringer, skal muligvis overvejes mere omhyggeligt i fremtidige modeller, " han sagde.

Dette projekt er det første forsøg på at assimilere GPS-observationer med opløsning i timeskala i en omvendt is-dynamisk modelleringsramme, ifølge forskerne. Med timelige estimater af indlandsisens basale forhold og spændinger i isen, forskningen afslører vigtige detaljer om virkningen af ​​sommersmeltevand-induceret speedup på indlandsisens bevægelse.

Søafvanding har en langvarig arv

Selve søafvandingen er faktisk relativt sjældne (højst en gang om året pr. sø), men forfatterne påpeger, at evnen hos moulins dannet under sødræningsbegivenheder til at vare ved i flere år, når de først er dannet, giver hver sommerdræningsbegivenhed en langvarig arv. Moulin-densiteten og dens indvirkning på hvor og hvor meget vand der leveres til sengen er en kritisk kontrol for subglacial dræningseffektivitet, evolution og, på tur, strømmen af ​​selve isen.

Ved at udløse moulindannelse af mouliner, indvirkningen af ​​sødræning på isdynamikken og Grønlands sommerhastighed vil sandsynligvis være mere omfattende end den direkte og kortvarige speedup efter selve dræningen, ifølge forfatterne.

Mens man kunne tro, at moulins primært ville dannes nær sprækkemarker, hvor sårbare revner giver en nem vej til moulindannelse, dette er ikke hele historien, sagde Hoffman. Søer dannes generelt i usprængte områder, og en katastrofal sødræningsbegivenhed ser ud til at være i stand til at udløse ny dannelse af moulin - og i nogle tilfælde yderligere sødræning - op til mange kilometer væk i is, der ellers er ubøjelig.

Mens tidligere undersøgelser har identificeret en tydelig mulighed for en kaskadeeffekt fra smeltevand, der når bedet og modificerer lokale spændinger for at forårsage nærliggende supraglacial sødræning, de nye resultater giver direkte bevis for, at denne effekt er mere udbredt og kan virke over afstande på mange kilometer, sagde Hoffman. Denne langdistanceudløsningsmekanisme kan gøre nye områder af indlandsisen sårbare over for smeltevandsinduceret fremskyndelse, også i højere højder.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra AGU Blogs (http://blogs.agu.org), et fællesskab af blogs om jord- og rumvidenskab, vært af American Geophysical Union. Læs den originale historie her.