Dronebilleder viser, at Grønlands indlandsis bliver mere ustabil, efterhånden som den sprækkes

Verdens næststørste indlandsis, og den største enkeltstående bidragyder til global havniveaustigning, er potentielt ved at blive ustabil på grund af brud, der udvikler sig som reaktion på hurtigere isstrøm og mere smeltevand, der dannes på overfladen.

Brug af specialbyggede droner stærke nok til at modstå de ekstreme arktiske forhold, forskere ledet af University of Cambridge lavede de første drone-baserede observationer af, hvordan sprækker dannes under smeltevandssøer på Grønlands Indlandsis. Disse brud forårsager katastrofale sødræninger, hvor enorme mængder overfladevand overføres til det følsomme miljø under isen.

Studiet, offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences , viser, hvordan vandet overføres, og hvordan indlandsisen reagerer. Forskerne fandt ud af, at indstrømmende smeltevand udvidede søen og dræningen begyndte, da kanten af ​​søen krydsede et brud, som blev dannet et år tidligere.

Hver sommer, tusindvis af søer dannes på Grønlands Indlandsis, når vejret bliver varmere. Mange af disse søer kan dræne på blot et par timer, skabe huler kendt som moulins, hvorigennem vandet falder ned til bunden af ​​indlandsisen.

Disse hulrum forbliver typisk åbne i resten af ​​smeltesæsonen, som smeltevand fra vandløb og floder på overfladen daler ned under isen. Da indlandsisen typisk er en kilometer tyk eller mere, strømmen af ​​vand ind i moulinerne kan meget vel være verdens største vandfald.

Under undersøgelsen fra en lejr på Store-gletsjeren i det nordvestlige Grønland, holdet så, hvordan dette brud blev aktivt, og hvordan det forplantede sig 500 meter længere ind i søen, får søen til at dræne hurtigt. Ved flere droneflyvninger, holdet var i stand til at dokumentere strømmen af ​​vand ind i bruddet og vandets efterfølgende vej under isen.

I en detaljeret rekonstruktion af begivenheden, som sjældent observeres direkte, holdet, som også omfattede forskere fra Aberystwyth og Lancaster Universiteter, viste, hvordan smeltevandet forårsager dannelsen af ​​nye sprækker, samt udvidelse af sovende brud.

På kun fem timer, fem millioner kubikmeter vand - svarende til 2, 000 swimmingpools i olympisk størrelse - drænet til bunden af ​​indlandsisen via bruddet, hvilket får et nyt hulrum til at dannes og reducerer søen til en tredjedel af dens oprindelige volumen. Dette fik isstrømmen til at accelerere fra en hastighed på to meter om dagen til mere end fem meter om dagen, da overfladevand blev overført til lejet, hvilket igen løftede indlandsisen med en halv meter.

Droneoptagelserne understøtter computermodeller, der bruges af det samme hold af forskere til at vise, at dræning af smeltesøer i Grønland kan ske i en kædereaktion. Den nye undersøgelse giver et indblik i, hvordan disse kædereaktioner kan udløses, via søer, der kan dræne gennem eksisterende sprækker.

"Det er muligt, at vi har undervurderet virkningerne af disse gletsjere på den overordnede ustabilitet af Grønlands Indlandsis, " sagde medforfatter Tom Chudley, en ph.d. elev ved Scott Polar Research og holdets dronepilot. "Det er en sjælden ting faktisk at observere disse hurtigt-drænende søer - vi var heldige at være på det rigtige sted på det rigtige tidspunkt."

"Disse gletsjere bevæger sig allerede ret hurtigt, så virkningen af ​​søerne ser måske ikke ud til at være så dramatisk, som den er på langsommere gletsjere andre steder, men den samlede effekt er faktisk meget betydelig, sagde Dr. Poul Christoffersen, der ledede forskningen. "Til dato, de fleste observationer er leveret af satellitter. Disse giver os mulighed for at se, hvad der sker over hele indlandsisen, men dronebaserede observationer giver meget mere nuance til vores forståelse af disse søafvandinger. Vi kan også observere dannelse og genåbning af brud, hvilket ikke er muligt fra satellitter."

Dronerne, som blev bygget på Scott Polar Research Institute, blev udstyret med autopilot og navigerede autonomt langs forudprogrammerede flyveveje i missioner, der varede op til en time hver. Ved også at montere GPS ombord, holdet var i stand til nøjagtigt at geolokalisere og sammenføje hundredvis af billeder taget under hver undersøgelse. Billederne blev brugt til at skabe detaljerede 3D-rekonstruktioner af indlandsisens overflade.

Resultaterne viser, at hurtigtflydende gletsjere i Grønland er udsat for betydelige forcering af overfladesmeltevand. De viser også, at ændringer i isstrømmen sker på meget kortere tidsskalaer end hidtil anset for muligt.

Christoffersen leder det EU-finansierede RESPONDER-projekt, som denne undersøgelse var en del af. RESPONDER-teamet bruger droneoptagelserne til at identificere 'hotspots', hvor iskappen opfører sig følsomt.

Brug af boreudstyr, holdet undersøger nu, hvordan vandet er optaget i det basale drænsystem, og hvordan indlandsisen kan ændre sig i løbet af de kommende årtier, efterhånden som klimaet fortsætter med at varme.

Forskellen mellem sneophobning og tab af is i Grønlands indlandsis udgør i dag en milliard tons is, der går tabt hver dag. Dette nettotab af is vokser, Det gør Grønlands Indlandsis til den største enkeltstående bidragyder til den globale havniveaustigning.