Hvilken glacial flod afslører om det grønlandske islag

Med data fra en 2016 -ekspedition, forskere støttet af NASA kaster mere lys ind i de komplekse processer under den grønlandske indlandsis, der styrer, hvor hurtigt gletsjerne glider mod havet og bidrager til havstigning.

På overfladen af ​​indlandsisen, bundløse synkehuller kaldet moulins kan føre smeltevand ind i isens bund. Da det vand når ind til iskappens underliggende seng, det kan få isen til at løsne sig lidt og flyde hurtigere.

Gletsjere, der glider hurtigere, kan i sidste ende føre til, at indlandsisen smelter lidt hurtigere end forventet, øger også mængden af ​​is, der kælves i havet. Med et stort overfladeareal stort set på størrelse med Mexico, Grønlands smeltende is er den største bidragyder til global havstigning.

I en ny undersøgelse, udgivet i Geofysiske forskningsbreve , forfatterne konkluderede, at den ene vigtige faktor, der påvirker hastigheden på en glidende gletsjer i det sydvestlige Grønland, var, hvor hurtigt vandtrykket ændrede sig i hulrum ved bunden af ​​isen, hvor smeltevand mødte grundfjeld.

"Selvom hulrummene er små, så længe trykket stiger meget hurtigt, de får isen til at glide hurtigere, "sagde Dr. Laurence C. Smith, en professor i miljøstudier og jorden, miljø, og planetariske videnskaber ved Brown University i Providence, Rhode Island.

Det er første gang, observationer direkte fra feltundersøgelser viser, hvordan ændringer i vandmængden under det grønlandske islag driver en gletsjers strømningshastigheder.

Resultaterne modsiger en langvarig opfattelse om isglidende hastigheder og vand lagret under en gletscher kendt som steady-state basal glidende lov, hvilket har hjulpet forskere med at forudsige, hvor hurtigt iskapper vil glide baseret på den samlede mængde vand under isen.

Dr. Lauren Andrews, en glaciolog ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, forklarer gerne interaktionerne mellem overfladesmeltevand, basal is, og grundfjeldet, som dæk, der glider meget hurtigt på en våd vej på grund af hydroplaning.

"Hvis du har en hurtig forstyrrelse af vand, der kommer ind i det subglaciale system, du overvælder systemet, og så skaber du i det væsentlige et lag vand ved grænsefladen, der ikke længere er indeholdt i kanaler eller hulrum, "Sagde Andrews.

Det er ikke den faktiske mængde i vand, der driver ishastigheden, forklarede hun, men den hastighed, hvormed den opbygges ved en grænseflade med isfjeld. Ved langsomme stigninger i vandet har det subglaciale system tid til at udvikle sig til at rumme den samme mængde vand.

Indtil for nylig, manglen på data direkte fra jorden havde gjort det svært for forskere at undersøge de interaktioner, der fremskynder gletsjere i Grønland. Et af de vanskeligste aspekter, der forhindrer forskere i fuldt ud at forstå isglidende dynamik, er behovet for at parre målinger af strømmen af ​​smeltevand til en gletscher med observationer af isens bevægelse på overfladen.

Forskergruppen slog lejr på Russell Glacier nær Kangerlussuaq, Grønland, og studerede en glacial flod opkaldt til ære for den afdøde NASA -forsker Alberto Behar. Ved at sammenligne GPS -målinger af isens bevægelse på overfladen med mængden af ​​smeltevand, der udledes til en lodret aksel i gletscheren, kendt som en moulin, samt smeltevand, der forlader gletsjerkanten, holdet identificerede ændringer i vand lagret under isen, der svarede til små accelerationer i isen ved overfladen. Tidligere forskning om små alpine gletschere guidede designet af undersøgelsen.

"Der er ikke et direkte en-til-en-forhold mellem smeltningen på toppen og smeltevandet, der forlader indlandsisen, fordi vandet går igennem godhed, ved hvad der nedenunder, "Sagde Smith.

De nye fund vil være værdifulde for satellitter såsom den kommende NISAR -satellitmission, en fælles jordobservationsmission mellem NASA og den indiske rumforskningsorganisation (ISRO), som vil måle ændringer i isoverfladehastighed med en hidtil uset opløsning for hele Grønlands og Antarktis iskapper, sagde Thorsten Markus, Cryospheric Science programleder på NASA. Forventes at blive lanceret tidligst i 2022, NISAR kan også muliggøre yderligere undersøgelser af isoverfladehastigheder ved meget større skalaer.

Til sidst, at kombinere satellitobservationer med data hentet fra jorden kan hjælpe forskere, da de overvejer at justere deres modeller til at repræsentere hydrologien ved islagets bund mere præcist.

Integrering af nye data i modeller er en gradvis proces, men Smith håber, at de nye fund kan forbedre, hvordan klimamodeller forudsiger tempoet i fremtidig havstigning fra Grønlands is i lyset af klimaforandringer.

"De eneste værktøjer, vi har til at forudsige fremtiden, er modeller, "Sagde Smith." Vi har fjernmåling, og vi har feltekampagner, så hvis vi kan bruge begge dele til at forbedre vores modelleringsevne, vi bliver bedre i stand til at tilpasse og afbøde stigninger i havniveau og klimaændringer. "

Feltarbejdet er et af mange projekter, NASA har støttet i løbet af de sidste to årtier for at fortolke satellitobservationer og studere Grønlands indlandsis ved hjælp af lokale feltdata.