Slushy isbjerg tilslag styrer kælvning timing på Grønlands Jakobshavn Isbræ

Kort før Jakobshavn Isbræ, en tidevandsgletsjer i Grønland, kælver massive isstykker i havet, der er en pludselig ændring i den slaskede samling af isbjerge, der flyder langs gletsjerens endestation, ifølge et nyt papir ledet af Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) ved CU Boulder. Arbejdet, udgivet i Natur Geovidenskab , viser, at en afslapning i det tykke aggregat af isbjerge, der flyder ved gletsjer-ocean-grænsen, sker op til en time før kælvningsbegivenheder. Denne opdagelse kan hjælpe videnskabsmænd med bedre at forstå fremtidige scenarier for havniveaustigning og kan også hjælpe dem med at forudsige, hvornår store episoder med kælvning er ved at indtræffe.

I vintermånederne, isbjerge og havis samler sig i fjorden foran Jakobshavn Isbræ, danner en frossen prop, der forhindrer kælvning. Gletscheren kan fortsætte med at strømme ud i fjorden, intakt, og rykke snesevis af meter hver dag. Denne ophobning af iskoldt materiale, som videnskabsmænd omtaler som ismel, fortsætter ind i sommeren, men dens hyldelignende struktur mister stivhed i den relative varme, og det opfører sig mere som individuelle isbjerge, der sidder fast i fjorden. Indtil nu, ingen undersøgelse har vist, om denne type sensommer-isblanding kan påvirke isbjerg-kælvningen.

"Det kræver kun en lille smule belastning for blandingen at strække sig eller slappe lidt af, og så er det ikke længere en ismarmelade, " sagde Ryan Cassotto, en forsker i CIRES' Earth Science and Observation Center og hovedforfatter af det nye studie.

For at forstå, hvad der skete under disse kælvningsbegivenheder, Cassotto og hans kolleger tog jordbaserede radarinterferometre til Grønland i 2012 og satte dem op i Jakobshavn Isbræs proglaciale fjord for at registrere isbjerginteraktioner hvert tredje minut. De fandt ud af, at mellem kælvningsbegivenheder, isbjerge i isblandingen bevægede sig sammen, flyder ned ad fjorden som en enkelt, sammenhængende enhed.

Men bevægelsen af ​​individuelle isbjerge ændrede sig lige før hver af de 14 kælvningsbegivenheder, som de observerede - i stedet for at flyde som en enkelt, sammenhængende enhed, isblandingen slappede af, og isbjerge begyndte at bevæge sig uafhængigt af hinanden.

"Når isblandingen slapper af, individuelle isbjerge begynder at rotere rundt, og når de begynder at rotere rundt, melange mister sin struktur, " sagde Cassotto. "Og når den mister sin struktur, den mister sin evne til at hindre kælvning."

For at forstå, hvad der skete med isbjergene i isblandingen under disse begivenheder, forskerne brugte en partikeldynamikmodel, der simulerer bevægelsen af ​​individuelle isbjerge. De fandt ud af, at der kun var behov for en lille udvidelse i nedfjorden af ​​isblandingen for at udløse uafhængig bevægelse af isbjergene.

"Som en port til havet, ismel kan have en direkte indvirkning på fremtidige forudsigelser om stigning i sælniveau, " sagde Justin Burton, lektor i fysik ved Emory University og medforfatter til papiret. "Vi har leveret det bedste, mest præcise data nogensinde, der viser processerne op til større kælvningsbegivenheder. Det hjælper os med at forstå de kræfter, der bestemmer, hvor meget is, der løber ud i havet, og hvor hurtigt det sker."

Den nøjagtige årsag til sådanne skift er endnu ikke klar, men ændringer i havvande, den subglaciale udledning af smeltevand, og vind kan være med til at forklare den pludselige afslapning af den tykke samling af isbjerge, der skubber tilbage mod gletsjeren.

Denne undersøgelse er den første, der viser, at en isblanding, der stort set er fri for havis, kan styre tidspunktet for kælvning, sagde Cassotto. Det er også den første undersøgelse, hvor forskere var i stand til at observere granulære skalaændringer i et materiale i det naturlige miljø.

"De fleste undersøgelser af granulære materialer udføres i laboratorier, " sagde Jason Amundson, lektor i geofysik ved University of Alaska Southeast og medforfatter til papiret. "Disse observationer viser, at vi kan få ny indsigt i opførsel af granulære materialer ved at studere tætte pakker af isbjerge, som repræsenterer nogle af de største granulære materialer på Jorden" Metoderne i denne undersøgelse kunne bruges til at forudsige fejl i andre geofysiske materialer, såsom affaldsstrøm eller jordskred.