Forskere finder Grønlands grundvandsændringer med udtynding af indlandsisen

I mere end et årti, et hold forskere og studerende fra University of Montana har studeret dynamikken i Grønlands Indlandsis, da den reagerer på et opvarmende klima. University of Montana (UM) Department of Geosciences forskere Toby Meierbachtol og Joel Harper sagde, at vand altid har været centralt i deres forskning.

"Vandet fra isens smeltning kan løbe fra overfladen til havet og bidrage til en stigning i havniveauet, det kan genfryse på plads og faktisk varme isen, og den kan endda nå bunden af ​​indlandsisen og fungere som en slags smøremiddel for at få isen til at glide hurtigt over sin seng, " sagde Meierbachtol. "Vigtigheden af ​​vand til at kontrollere Grønlands reaktion på opvarmning er svær at overvurdere."

Men selvom meget af deres fokus har været på vands betydning ved styring af processer, der forekommer på indlandsisen, deres nyeste forskningsresultater har vendt rækkefølgen af ​​deres tankegang.

Som beskrevet i deres seneste artikel i Natur Geovidenskab , Meierbachtol, Harper og et internationalt team af forskere opdagede, at ændringer i indlandsisen har en øjeblikkelig indvirkning på grundvandet under Grønlands ø, et område større end staten Alaska.

"Vi har været fokuseret på vands indvirkning på indlandsisen, " sagde Harper. "Men vores seneste resultater viser, at ændringer i indlandsisen har en reel indflydelse på den arktiske hydrologi - specielt det massive grundvandssystem, der strækker sig under indlandsisen."

Denne seneste afsløring skete takket være et ægteskab af boreteknikker, med internationale samarbejdspartnere, der keder et vinklet hul 650 meter gennem grundfjeldet under en grønlandsk gletsjer for at måle grundvandsforholdene dybt under indlandsisen. I mellemtiden, UM og University of Wyoming forskere borede 32 huller fra toppen af ​​gletsjeren, gennem næsten en kilometer is, at måle vandforholdene ved grænsefladen mellem is og grundfjeld, som danner en vigtig grænse, der styrer grundvandsstrømmen nedenfor.

Systemet, som UM har perfektioneret gennem årene, involverer boring med en kombination af meget varmt vand under højt tryk typisk i 12 eller flere timer ad gangen.

"Vi øver og øver for at få operationen til at flyde gnidningsløst, " Harper sagde, bemærker, at de altid inkluderer en til to bachelorstuderende på en ekspedition. "Alle på holdet har en vigtig og specifik rolle at udfylde."

Efter boring installerer holdet sensorer i issøjlen og ved indlandsisen for at måle isens dynamik og vandforhold, når vandet strømmer under isen til kanten. Tid er altid af afgørende betydning, fordi den kolde is fryser hullet til på så lidt som to timer.

Den dobbelte boretilgang lettede de første målinger nogensinde af grundvandets reaktion på et skiftende iskappe, og den otte-årige datarekord gav nogle uventede resultater.

"Ved at studere områder, der var dækket af is 10, 000 år siden under den sidste istid, feltet har vidst, at den enorme masse og enorme mængder vand fra smeltende is kan påvirke det underliggende grundvand, " sagde Meierbachtol, "men paradigmet har været, at grundvandets reaktion på indlandsisens ændring er lang:Tusinder af år. Det, vi har vist her, er, at grundvandets reaktion på Grønlands ændring er øjeblikkelig."

Denne nye forståelse kan have vigtige nedstrømsimplikationer for, hvordan Grønlands udtynding påvirker Arktis, sagde Harper. Den tyndere is kan reducere hastigheden af ​​grundvandsstrømmen til havet, ændring af vandtemperaturen og saltholdighedsbalancen, som er vigtig for havets cirkulationsmønstre.

"Når vi tænker på de komplekse tilbagemeldinger, der opstår fra Grønlands igangværende forandring, vi som felt har virkelig forsømt grundvandskomponenten, fordi vi troede, at den var mere eller mindre slumrende i løbet af de årti til århundrede tidsskalaer, der er vigtige for os som samfund, "Harper sagde." Men nu erkender vi, at grundvandssystemet faktisk ændrer sig ret hurtigt, og der er nogle overbevisende grunde til, hvorfor dette virkelig kan have betydning for det bredere Arktis. "

Fremtidig forskning bliver nødt til at arbejde hen imod at kvantificere virkningerne af grundvandsændringer på havet, bemærkede både Meierbachtol og Harper. Men det første skridt var opdagelsen.