Tsunamisignaler til måling af gletsjerkælvning i Grønland

I de seneste år, gletsjere nær nord- og sydpolen, såvel som i bjergområder, har været faldende på grund af effekten af ​​global opvarmning, bliver en væsentlig bidragyder til den seneste havstigning. Kalvende gletsjere, som udleder isbjerge i et hav eller en sø, har trukket sig hurtigere tilbage end dem på land på grund af sektioner, der kollapser ved gletsjerfronten og på grund af ubådssmeltning.

Det er, imidlertid, vanskeligt direkte at måle volumen af ​​kælvende is og ubådssmeltning, fordi det kan være farligt at udføre undersøgelser på stedet ved gletsjerfronten. Konventionelle metoder, der måler deres volumen baseret på satellitbilledanalyse, giver også kun lave tidsmæssige og rumlige opløsninger og tillader ikke kontinuerlig overvågning.

Når isbjerge bryder ud i vand, de såkaldte impulsbølger eller simpelthen, tsunamibølger, bevæge sig over havet eller søen. I dette studie, holdet inklusive Evgeny Podolskiy og Shin Sugiyama fra Hokkaido University og Masahiro Minowa fra Austral University of Chile målte mængden af ​​isbjerge, der brød af Bowdoin-gletsjeren, en kælvende gletsjer, der ender i spidsen af ​​Bowdoin Fjord. En undervandstryksensor, der var i stand til at foretage 20 målinger i sekundet, blev placeret foran gletsjeren for at registrere kælvningsgenererede tsunamibølger, der målte 10 centimeter til 1 meter høje. Forskerne sammenlignede derefter dataene med billeder i høj opløsning af gletsjerfronten taget af ubemandede luftfartøjer (UAV'er) samt billeder af et time-lapse-kamera for at finde sammenhængen mellem kælvningsbegivenheder og tsunamibølgeegenskaber.

Holdet fandt en positiv sammenhæng mellem volumen af ​​kælvningsis og bølgeamplitude, og bekræftede, at afstanden til kælvningshændelser kan måles med en enkelt tryksensor fra en frekvensspredning af vandbølger. Baseret på deres mål, de estimerede den tidsmæssige og rumlige fordeling af isbjerge, der brød af inden for undersøgelsesperioden fra Bowdoin-gletsjeren. Det estimerede volumen af ​​kælvende is blev også sammenlignet med den hastighed, gletsjeren strømmede, tidevandet, og udsving i lufttemperaturen.

Holdet fandt, at kælvningsvolumenet var højere på steder, hvor smeltevand stiger fra bunden af ​​gletsjeren til havoverfladen. Kælvningsvolumen, eller sats, var større i perioder med hurtig isflow, høj lufttemperatur, og ved fald/lavvande. En satellitbilledanalyse viste, at kælvningsbegivenheder kun forårsagede 20 procent af massetabet ved gletsjerfronten, tyder på, at 80 procent af ismassetabet var forårsaget af ubådssmeltning.

"Vores undersøgelse, som brugte tsunamisignaler til at måle kælvningsfluxen, vil hjælpe os med at forstå samspillet mellem gletsjere og oceaner, en nøglefaktor i at forudsige fremtidige udviklinger af gletsjere, " siger Evgeny Podolskiy.