Søer på Grønlands Indlandsis kan dræne enorme mængder vand, selv om vinteren

Brug af satellitdata til at 'se i mørket', Forskere har for første gang vist, at søer på Indlandsisen dræner om vinteren, et fund med implikationer for den hastighed, hvormed verdens næststørste iskappe flyder til havet.

Forskerne, fra University of Cambridge, brugte radardata fra en satellit fra European Space Agency til at vise, at selv når varmen fra Solen er fraværende, disse søer kan udlede store mængder vand til bunden af ​​iskappen. Disse 'dræningshændelser' menes at spille en væsentlig rolle i at accelerere isens bevægelse ved at smøre den nedefra.

Tidligere undersøgelser af dræning af søer er alle blevet udført i sommermånederne, gennem en kombination af direkte feltobservationer og optiske satellitdata, som kræver dagslys.

Den tilgang, der er udviklet af Cambridge-forskerne, bruger radarens 'backscatter' - reflektionen af ​​bølger tilbage til satellitten, hvorfra de blev udsendt - til at registrere ændringer i søerne i vintermånederne, når Grønland er i næsten totalt mørke.

Resultaterne, rapporteret i journalen Kryosfæren , antyder, at 'VVS'-systemet under Grønlands Indlandsis ikke bare langsomt lækker vand fra den foregående sommer, men selv i dybet af den arktiske vinter, den kan "genoplades", da store mængder overfladesøvand fosser ned til bunden af ​​iskappen.

Mange tidligere undersøgelser har vist, at indlandsisen i Grønland taber masse, og tabshastigheden accelererer, på grund af afsmeltning og afstrømning.

"En af de ukendte med hensyn til at forudsige indlandsisens fremtid er, hvor hurtigt gletsjerne bevæger sig - om de vil fremskynde, og i så fald, med hvor meget, " sagde medforfatter Dr. Ian Willis fra Cambridges Scott Polar Research Institute (SPRI). "Nøglekontrollen for, hvor hurtigt gletsjerne bevæger sig, er mængden af ​​smeltevand, der kommer til bunden af ​​iskappen, det er her vores arbejde kommer ind."

Søer dannes på overfladen af ​​den grønlandske indlandsis hver sommer, når vejret bliver varmere. De eksisterer i uger eller måneder, men kan dræne i løbet af få timer på grund af hydrofrakturering, overføre millioner af kubikmeter vand og varme til bunden af ​​indlandsisen. De berørte områder omfatter følsomme områder i indlandsisen, hvor indvirkningen på isstrømmen potentielt er stor.

"Man har altid troet, at disse søer kun drænede om sommeren, simpelthen fordi det er varmere og solen får isen til at smelte, " sagde medforfatter Corinne Benedek, også fra SPRI. "Om vinteren, det er mørkt og overfladerne fryser. Vi troede, at fyldningen af ​​søerne var årsagen til deres endelige dræning, men det viser sig, at det ikke altid er tilfældet."

Benedek, der i øjeblikket er ph.d. kandidat hos SPRI, blev først interesseret i, hvad der sker med overfladesøer om vinteren, mens hun var kandidatstuderende og studerede termiske satellitdata.

"De termiske data viste mig, at flydende vand kan overleve i søerne hele vinteren, " sagde hun. "Tidligere undersøgelser med luftbåren radar havde også identificeret søer begravet et par meter under overfladen af ​​iskappen om sommeren. Begge disse ting fik mig til at tænke på måder at observere søer hele året rundt. De optiske satellitbilleder, vi normalt bruger til at observere søerne, er ikke tilgængelige om vinteren, eller endda når det er overskyet."

Benedek og Willis udviklede en metode ved hjælp af data fra Sentinel-1 satellitten, som bruger en type radar kaldet syntetisk aperture radar (SAR). SAR fungerer ved en bølgelængde, der gør det muligt at se gennem skyer og i mørke. Is og vand aflæses forskelligt ved brug af SAR, og derfor udviklede de en algoritme, der sporer, hvornår pludselige ændringer i SAR-backscatter forekommer.

over tre vintre, de identificerede seks søer, som så ud til at dræne i løbet af vintermånederne. Disse søer var nedgravede søer eller overfladesøer, der var frosset til. Algoritmen var i stand til at identificere, hvor søens backscatter-karakteristika ændrede sig markant mellem et billede og det næste, der blev optaget 12 dage senere.

SAR-dataene blev sikkerhedskopieret med yderligere optiske data fra det foregående efterår og det efterfølgende forår, hvilket bekræftede, at søarealer krympede betydeligt for de seks drænede søer. For tre af søerne, de optiske data såvel som data fra andre satellitter blev brugt til at vise de sne- og isdækkede søer kollapsede, falde flere meter, bekræfter igen, at vandet var løbet ud.

"Den første sø jeg fandt var overraskende, " sagde Benedek. "Det tog mig et stykke tid at være sikker på, at det, jeg troede, jeg så, virkelig var det, jeg så. Vi brugte data om overfladehøjde fra før og efter begivenhederne for at bekræfte, hvad vi tænkte. Vi ved nu, at dræning af søer om vinteren er noget, der kan ske, men vi ved endnu ikke, hvor ofte det sker."

"Gletschere bremser om vinteren, men de bevæger sig stadig, " sagde Willis. "Det må være denne bevægelse, der får brud til at udvikle sig visse steder, hvilket tillader nogle søer at dræne. Vi ved endnu ikke, hvor udbredt dette vintervandvandingsfænomen er, men det kan få vigtige konsekvenser for Grønlands Indlandsis, såvel som andre steder i Arktis og Antarktis."