Undervandsseismometer kan høre, hvor hurtigt en gletsjer bevæger sig

Forskere viser, at et havbundsseismometer placeret tæt på kælvningsfronten af ​​en gletsjer i Grønland kan detektere kontinuerlig seismisk stråling fra en gletsjer, der glider, minder om et langsomt jordskælv.

Basal slip af havafsluttende gletschere styrer, hvor hurtigt de udleder is i havet. Imidlertid, at direkte observere en sådan basal bevægelse og bestemme, hvilken kontrol den er udfordrende:Miljøet foran kælvningen er et af de mest vanskeligt tilgængelige miljøer og seismisk støjende - især på gletsjeroverfladen - på grund af stærkt sprækket is og barske vejrforhold.

Et team af forskere fra Hokkaido Universitet, ledet af adjunkt Evgeny A. Podolskiy fra Arktisk Forskningscenter, har brugt havbunds- og overfladeseismometre til at detektere hidtil ukendte vedvarende kystrystelser genereret af en gletsjers glidning. Deres resultater blev offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation .

Sensorer til at måle glacial bevægelse kan potentielt placeres oven på, inden for, eller under gletsjeren; imidlertid, hver tilgang har sine egne ulemper. For eksempel, overfladen af ​​gletschere er 'støjende' på grund af vind- og tidevandsmoduleret sprækker, som kan overvælde alle andre signaler; mens interiøret er mere stille, det er det sværeste område at få adgang til. Imidlertid, alle disse steder er plaget af almindelige problemer såsom stationsdrift, smelte ud og niveautab, kolde temperaturer, og potentiel instrumentødelæggelse ved isbjergkælvning.

I den aktuelle undersøgelse, forskerne brugte et havbundsseismometer (OBS), der blev placeret nær den kælvende front af Bowdoin-gletsjeren (Kangerluarsuup Sermia) til at lytte til isskælv forårsaget af glacial basal bevægelse. Ved at gøre det, de isolerede sensoren fra den seismiske støj nær overfladen, og omgik også alle de problemer, der ledsager udsættelsen af ​​sensorer på selve gletsjeren og i nærheden. De data, de indsamlede fra OBS, var korreleret med data fra seismiske og ishastighedsmålinger ved isoverfladen.

Analysen af ​​dataene afslørede, at der er en kontinuerlig seismisk rystelse genereret af gletsjeren. I særdeleshed, det bredbåndsseismiske signal (3,5 Hz til 14,0 Hz) detekteret af OBS korrelerede godt med gletsjerens bevægelse. Forskerne var i stand til at identificere signaler, der ikke var forbundet med glacial basal dynamik. Data fra OBS var nødvendige for at etablere en sammenhæng mellem rystelser detekteret af overfladestationerne og GPS-registreret forskydning af gletsjeren. I processen, de demonstrerede, at kontinuerlige seismiske data, der historisk blev betragtet som 'støj', indeholder signaler, der kan bruges til at studere gletsjerdynamik.

Forskerne foreslog også, at gletsjerglidning ligner langsomme jordskælv. Karakteristikaene ved Bowdoin-gletsjeren-skælven minder om tektoniske rystelser i Japan og Canada. I øvrigt, tilstedeværelsen af ​​rysten er på linje med nyere teoretiske modeller og kold-laboratorieeksperimenter.

Forskerne har præsenteret en ny metode til at indsamle kontinuerlig glacioseismisk information om gletsjerbevægelse i et ekstremt støjende og barskt polarmiljø ved hjælp af havbundsseismologi. "Fremtidig forskning på dette område kunne fokusere på at replikere og udvide resultaterne af denne undersøgelse ved andre gletsjere, " siger Podolskiy. "Den eksperimentelle støtte til forholdet mellem gletsjerrystelser og tektoniske rystelser tyder på, at en langsigtet multidisciplinær tilgang ville være gavnlig for fuldt ud at forstå dette fænomen."