Forskere finder manglende brik i forudsigelser om gletsjersmeltning

Stanford-forskere har afsløret tilstedeværelsen af ​​vand oplagret i en gletsjer i Grønland, hvor den hastigt skiftende iskappe er en væsentlig bidragyder til den havstigning, Nordamerika vil opleve i de næste 100 år. Denne observation - som kom ud af en ny måde at se på eksisterende data - har været en manglende komponent for modeller, der sigter mod at forudsige, hvordan smeltende gletsjere vil påvirke planeten.

Gruppen gjorde opdagelsen ved at kigge på data, der skulle afsløre Store-gletsjerens skiftende form i Vestgrønland. Men kandidatstuderende Alexander Kendrick fandt ud af, at de samme data kunne måle noget meget sværere at observere:dets kapacitet til at opbevare vand. Den resulterende undersøgelse, udgivet i Geofysiske forskningsbreve , præsenterer tegn på, at gletsjersmeltevand fra overfladen opbevares i beskadigede, fast is. Mens issmeltning ved overfladen er blevet veldokumenteret, lidt er kendt om, hvad der sker under gletsjeroverflader, og denne observation af flydende vand lagret i fast is kan forklare den komplekse strømningsadfærd for nogle grønlandske gletschere.

"Ting som dette kommer ikke altid med, men når de gør det, det er den virkelige "glæde ved opdagelsen"-komponenten i jordvidenskaben, " sagde medforfatter Dustin Schroeder, en assisterende professor i geofysik ved Stanford University's School of Earth, Energi- og miljøvidenskab (Stanford Earth). "Dette papir fremhæver ikke kun denne komponents eksistens, men giver dig en måde at observere det i tide."

Overfladesmeltevand spiller en vigtig rolle i Grønland ved at smøre bunden af ​​iskapper og påvirke, hvordan tilbagetrækkende gletschere påvirkes af havet. Processen med, hvordan gletsjerne smelter, og hvor vandet strømmer, bidrager til deres adfærd i et skiftende klima, da disse faktorer kan ændre gletsjernes reaktion på smeltning eller påvirke tidslinjen for havniveaustigning. At vide, at noget væske opsnappes i gletsjere efter smeltning på overfladen, kan hjælpe videnskabsmænd med mere præcist at forudsige oceaniske ændringer og hjælpe folk med at forberede sig på fremtiden, sagde Schrøder.

"Alle vores forudsigelser om havniveaustigning mangler denne smeltevandskomponent, " sagde Schroeder. "Jeg tror, ​​at vi først lige er klar over, hvor vigtigt det er at forstå i en fundamental fysisk skala, hvad gletsjersmeltevand gør på vej fra overfladen til sengen."

Et andet perspektiv

Forskerne analyserede data fra en høj opløsning, laveffekt radioekkolod (ApRES) indsamlet hver time fra maj til november 2014. Opfører sig som en ultralyd for is, radaren sender en elektronisk bølge, der afviser variationer i isdensiteten for at skabe et billede af isstrukturen, der viser, hvor hurtigt isen smelter eller bevæger sig over tid.

Da holdet plottede radardataene, det så mistænkeligt ud, sagde Kendrick, som var hovedforfatter på papiret. De testede ideer som temperaturvariationer og batteriudsving for at tage højde for, hvad de så, så spekulerede på, om vand i isen var årsag til det særlige. Ved at se på et andet aspekt af dataene, Kendrick bemærkede, at de idiosynkrasier, der kom dybt inde fra gletsjeren, korrelerede med information fra en nærliggende vejrstation, der indikerer, at gletsjeren havde smeltet på det tidspunkt, hvor dataene blev indsamlet. Det fund understøttede ideen om, at de opdagede vand, der var smeltet på overfladen og derefter dryppet ned i gletsjeren, hvor den blev fanget.

"Dette er en ny måde, du kan bruge disse instrumenter til at besvare videnskabelige spørgsmål - i stedet for blot at se på ændringer i isens tykkelse, vi ser også på ændringer i selve isegenskaberne, " sagde medforfatter Winnie Chu, en postdoktor i Schrøders laboratorium. "Alex skabte grundlaget for at forsøge at forstå, hvordan denne smeltevandsopbevaring ændrer sig gennem tiden."

Undersøgelsen afslører, at en betydelig mængde smeltevand produceret fra det lokale område omkring radaren bliver opsnappet og opbevaret i isen i en region, der strækker sig mellem 15 og 148 fod under overfladen i løbet af sommeren, derefter frigivet eller genfrosset om vinteren.

"Vandsystemet i Grønland er afgørende for at forstå, hvad der sker på planeten, sagde Schrøder, som også er fellow ved Stanford Woods Institute for the Environment. "Denne komponent, Alex har opdaget, viser, at der er et stykke af denne gletsjer i særdeleshed - og måske hele Grønlands hydrologiske system generelt - som vi bare ikke modellerede eller tænkte på på denne måde."

Forskerne håber, at denne nye geofysiske metode kan bruges til at forstå, hvordan smeltevand påvirker andre gletsjere og gletsjersystemer, såvel.