Ytsmältvatten som dränerar till botten av Grönlands inlandsis varje sommar orsakar förändringar i isflödet som inte kan förklaras fullt ut med rådande teorier. Nu ett multinationellt, multidisciplinärt team under ledning av inlandsismodeller vid Los Alamos National Laboratory undersöker hur förändringar i omfattande, sediment-kvävda subglaciala "träsk" förklarar faktiskt varför inlandsisens rörelse bromsar på sensommaren och vintern.

"Dräneringssystemet under Grönlands inlandsis styr hur snabbt isen strömmar mot havet och bidrar i slutändan till förändringar i havsnivån, "sade Matthew Hoffman, huvudförfattare på projektet och en istäcksmodellerare på Los Alamos. "I mer än ett decennium har det varit känt att isflödet mer än fördubblas i hastighet i många regioner under sommaren, som ytsmälta rinner ut i sängen och smörjer rörelsen. Denna acceleration skickar is till havet snabbare. Dock, rörelsen saktar också ner på sensommaren, falla, och vinter, vilket till stor del väger upp sommarens snabbhet. Exakt varför den saktar ner så mycket som den gör och så länge den gör det har inte varit klart."

En liknande process inträffar på många bergsglaciärer runt om i världen - varhelst det är betydande smältning på ytan. Dock, effekten är mycket dramatisk på Grönland, och de 7 meter av potentiell havsnivå som är inlåst på Grönland gör inlandsisen mycket mer oroande än den halva meter av potentiell havsnivåförändring i alla bergsglaciärer tillsammans.

Arbetet bygger på Los Alamos expertis i att modellera vätskors rörelse och dynamik och drar fördel av laboratoriets superdatorresurser i världsklass.

Smältningen av effektiva tunnlar, Hoffman sa, ökar avsevärt kapaciteten hos inlandsisens basala "VVS-system" för att transportera vatten under inlandsisen, saktar ner isrörelsen ovan, ändå är inlandsisen känd för att fortsätta att sakta ner även efter att detta tunnelsystem har bildats. Forskargruppen har visat att dessa nyligen beskrivna, svagt ansluten, sumpiga delar av bädden läcker långsamt vatten till tunnelsystemet, som i ett kärr som punkteras av en kanal.

"Långsam dränering av sumpiga subglaciala bakvatten reglerar isflödets svar på sommarsmörjning av bädden, " tillade Steve Price, en annan författare och Los Alamos-forskare.

Hoffman utvecklade, "Dessa områden kan styra hur inlandsisen reagerar på framtida förändringar i smältan. De myrliknande bakvattnen i det subglaciala dräneringssystemet kan långsamt dränera vatten mot effektiva kanaler, sänker vattentrycket över stora delar av bädden och bromsar därmed inlandsisens rörelse."

För att utveckla och testa denna hypotes, Los Alamos utförde omfattande datormodellering, inklusive att jämföra timutmatning från modellen med en stor fältuppsättning som samlats in mellan 2010 och 2013, inklusive varmvattenborrade borrhål som når ner 700 meter till botten av inlandsisen.

"Matt har tagit våra svårtolkade fältdata och tillhandahållit en modellbaserad verifiering som avslöjar hur den subglaciala miljön fungerar. Detta driver oss ett steg längre i vår förmåga att mer exakt förutsäga den framtida utvecklingen av isskivor i ett förändrat klimat , sa Ginny Catania, en medförfattare vid University of Texas i studien.

Den nya modellen utökar den sedan länge erkända komplexiteten av terrestrisk hydrologi till den historiskt förenklade förståelsen av hydrologi under glaciärer. Denna komplexitet indikerar att stabiliteten på Grönlands inlandsis i en uppvärmande värld inte bara är känslig för de väldokumenterade sommarsmörjningshändelserna, men också dränering och påfyllning av dessa sumpiga områden. Dessa svagt sammankopplade områden tar förmodligen år att helt bygga upp nya vattenförråd genom långsam smältning av inlandsisens botten, så när trycket är ur dem, dessa delar av inlandsisen förblir dåligt smorda under långa perioder.