Luftbåren radar afslører grundvand under gletsjeren

Smeltende gletschere og polare iskapper er blandt de dominerende kilder til havniveaustigning, endnu indtil nu, vandet under dem er forblevet skjult for luftbåren isgennemtrængende radar.

Med påvisning af grundvand under Hiawatha-gletsjeren i Grønland, forskere har åbnet muligheden for, at vand kan identificeres under andre gletsjere fra luften på kontinental skala og bidrage til at forbedre prognoser for havniveaustigninger. Tilstedeværelsen af ​​vand under iskapperne er en kritisk komponent, der i øjeblikket mangler i glacialsmeltningsscenarier, som i høj grad kan påvirke, hvor hurtigt havene stiger - f.eks. ved at gøre det muligt for store isstykker at kælve fra gletsjere vs. forblive intakte og langsomt smelte. Fundene, udgivet i Geofysiske forskningsbreve 20 maj, kunne drastisk øge omfanget og kvaliteten af ​​information om grundvand, der strømmer gennem jordens poler, som historisk havde været begrænset til jordbaserede undersøgelser over små afstande.

"Hvis vi potentielt kunne kortlægge vand under isen på andre gletsjere ved hjælp af radar fra luften, det er en game-changer, " sagde seniorstudieforfatter Dustin Schroeder, en assisterende professor i geofysik ved Stanford's School of Earth, Energi- og miljøvidenskab (Stanford Earth).

Dataene blev indsamlet i 2016 som en del af NASAs Operation IceBridge ved hjælp af et radarsystem med bred båndbredde, en nyere teknik, som først er begyndt at blive brugt i undersøgelser i de sidste par år. Forøgelse af rækkevidden af ​​radiofrekvenser, der blev brugt til detektion, gjorde det muligt for undersøgelsens forfattere at adskille to radarekkoer - fra bunden af ​​indlandsisen og vandspejlet - som ville være blevet sløret sammen af ​​andre systemer. Mens holdet havde mistanke om, at der eksisterede grundvand under gletsjeren, det var stadig overraskende at se deres anelse bekræftet i analyserne.

"Når du ser disse uregelmæssigheder, det meste af tiden går de ikke ud, " sagde hovedstudieforfatter Jonathan Bessette, en kandidatstuderende ved Massachusetts Institute of Technology, der udførte forskningen som en SUNY Buffalo bachelor gennem Stanford Summer Undergraduate Research in Geoscience and Engineering Program (SURGE).

Baseret på radarsignalet, undersøgelsesholdet konstruerede to mulige modeller til at beskrive Hiawatha-gletsjerens geologi:Frosset land med optøet is under sig eller porøs sten, der muliggør dræning, som når vandet strømmer til bunden af ​​en vase fyldt med kugler. Disse hypoteser har forskellige implikationer for, hvordan Hiawatha-gletsjeren kan reagere på et opvarmende klima.

Grundvandssystemer kan spille en mere betydningsfuld rolle end hvad forskerne i øjeblikket modellerer i iskapper til fremskrivninger af havniveaustigninger, ifølge Schroeder. Forskerne håber, at deres resultater vil foranledige yderligere undersøgelse af muligheden for yderligere grundvandsdetektion ved hjælp af luftbåren radar, som potentielt kunne implementeres i stor skala til at indsamle hundredvis af miles af data om dagen.

"Det, samfundet ønsker af os, er forudsigelser om havniveau - ikke kun nu, men i fremtiden med forskellige drivhusgasemissionsscenarier og forskellige opvarmningsscenarier - og det er ikke praktisk at undersøge et helt kontinent med små jordbesætninger, " sagde Schroeder. "Grundvand er en vigtig spiller, og vi er nødt til at undersøge på kontinental skala, så vi kan lave prognoser på kontinental skala."