Afsmeltning af gletsjer under vandet sker med højere hastigheder end modellering forudsiger

Forskere har udviklet en ny metode til at muliggøre den første direkte måling af den undersøiske smeltehastighed af en tidevandsgletsjer, og, derved, de konkluderede, at de nuværende teoretiske modeller muligvis undervurderer issmeltningen med op til to størrelsesordener.

I et National Science Foundation-finansieret projekt, et hold af videnskabsmænd, ledet af University of Oregon oceanograf Dave Sutherland, undersøgte LeConte-gletsjerens underjordiske smeltning, som løber ud i LeConte Bay syd for Juneau, Alaska.

Holdets resultater, hvilket kan føre til bedre prognoser for klimadrevet havstigning, blev offentliggjort i tidsskriftets 26. juli-udgave Videnskab .

Direkte smeltemålinger er tidligere blevet foretaget på ishylder i Antarktis ved at bore igennem til is-hav-grænsefladen nedenunder. I tilfælde af gletsjere med lodret flade, der ender ved havet, imidlertid, disse teknikker er ikke tilgængelige.

"Vi har ikke den platform for at kunne få adgang til isen på denne måde, " sagde Sutherland, en professor i UO's Institut for Geovidenskab. "Tidewater gletsjere kælver og bevæger sig altid meget hurtigt, og du vil ikke tage en båd derop for tæt på."

De fleste tidligere undersøgelser af gletsjers undervandssmeltning baserede sig på teoretisk modellering, måle forhold nær gletsjerne og derefter anvende teori til at forudsige smeltehastigheder. Men denne teori var aldrig blevet direkte testet.

"Denne teori bruges meget i vores felt, " sagde studie medforfatter Rebecca H. Jackson, en oceanograf ved Rutgers University, som var postdoktor ved Oregon State University under projektet. "Det bruges i gletschermodeller til at studere spørgsmål som:hvordan vil gletsjeren reagere, hvis havet opvarmes med en eller to grader?"

For at teste disse modeller i marken, forskerholdet af oceanografer og glaciologer indsatte en multistråle-ekkolod for at scanne gletsjerens hav-is-grænseflade fra et fiskefartøj seks gange i august 2016 og fem gange i maj 2017.

Ekkolodet tillod holdet at billede og profilere store skår af undervandsisen, hvor gletsjeren dræner fra Stikine Ismark. Der blev også indsamlet data om temperaturen, saltholdighed og hastighed af vandet nedstrøms fra gletscheren, som gjorde det muligt for forskerne at estimere smeltevandsstrømmen.

De ledte derefter efter ændringer i smeltemønstre, der opstod mellem målingerne i august og maj.

"Vi målte både havets egenskaber foran gletsjeren og smeltehastighederne, og vi fandt ud af, at de ikke er beslægtet på den måde, vi forventede, " sagde Jackson. "Disse to sæt målinger viser, at smeltehastighederne er betydelige, nogle gange op til en faktor 100, højere end eksisterende teori ville forudsige."

Der er to hovedkategorier af glacial smeltning:udledningsdrevet og omgivende smeltning. Subglacial udledning opstår, når store volumener, eller faner, af flydende smeltevand frigives under gletscheren. Fanen kombineres med omgivende vand for at opfange hastighed og volumen, når den stiger hurtigt op mod gletsjerfladen. Strømmen æder støt væk fra gletsjerfladen, underskærer gletsjeren, før den til sidst diffunderer ud i de omgivende farvande.

De fleste tidligere undersøgelser af is-hav-interaktioner har fokuseret på disse udledningsfaner. Fanerne, imidlertid, påvirker typisk kun et smalt område af gletsjerfladen, mens omgivende smeltning i stedet dækker resten af ​​gletsjerfladen.

Forudsigelser har estimeret den omgivende smelte til at være 10-100 gange mindre end udledningssmelten, og, som sådan, det bliver ofte tilsidesat som ubetydeligt, sagde Sutherland, der leder UO's Oceans and Ice Lab.

Forskerholdet fandt ud af, at undersøiske smeltehastigheder var høje på tværs af gletscherens ansigt i begge de undersøgte årstider, og at smeltehastigheden stiger fra forår til sommer.

Mens undersøgelsen fokuserede på en havafsluttende gletsjer, Jackson sagde, den nye tilgang burde være nyttig for alle forskere, der studerer smeltehastigheder ved andre gletsjere. Det ville bidrage til at forbedre fremskrivninger af global havniveaustigning, tilføjede hun.

"Fremtidig stigning i havniveauet er primært bestemt af, hvor meget is der er lagret i disse iskapper, "Sutherland sagde." Vi fokuserer på hav-is-grænsefladerne, fordi det er der, den ekstra smelte og is kommer fra, der styrer, hvor hurtigt isen går tabt. For at forbedre modelleringen, vi er nødt til at vide mere om, hvor smeltning finder sted, og de involverede tilbagemeldinger."