Ett internationellt team av forskare har upptäckt varför sötvatten, smält från antarktiska istäcken, detekteras ofta under havets yta, snarare än att stiga till toppen ovanför tätare havsvatten.

Forskningen, ledd av University of Southampton, publiceras denna vecka i tidskriften Natur i samarbete med kollegor vid National Oceanography Centre, Southampton, University of East Anglia (UEA), British Antarctic Survey och Stockholms universitet. Teamet fann att jordens rotation påverkar hur smältvatten beter sig - håller det på flera hundra meters djup.

Professor Alberto Naveira Garabato, of Ocean and Earth Science vid University of Southampton och huvudförfattare till studien, säger:"Vi tror att vår studie är ett viktigt steg för att förstå hur smältvattnet blandas i havet och kommer att hjälpa till med utformningen av klimatmodeller, som till stor del antar att smältvatten bara finns på havets yta. Vår forskning betonar dess upptäckt på större djup och förklarar varför den finns där. "

Forskarna gjorde sin upptäckt under en expedition i södra oceanen, ledd av professor Karen Heywood från UEA, på British Antarctic Survey:s kungliga forskningsfartyg James Clark Ross. Resan genomfördes 2014 som en del av det NERC-finansierade iSTAR-programmet4. Teamet mätte turbulens som upplevdes av smältvatten när det strömmade ut ur en grotta under Pine Island Glacier - en av de snabbast smältande glaciärerna i Antarktis. De använde en VMP23 (Vertical Microstructure Profiler) för att upptäcka subtila fluktuationer i vattnet.

Forskarna upptäckte att smältvattnet slutar att lägga sig hundratals meter ner, för när den försöker höja sig över det omgivande tätare havsvattnet, den påverkas av jordens rotation. Detta gör att den snurrar mycket snabbt runt sin vertikala axel, vilket resulterar i att smältvattentrådar kastas ut i sidled i det omgivande havet - vilket förhindrar vattnet från att stiga upp till ytan.

Forskare är intresserade av det djup på vilket vatten från isar i Antarktis kommer in i havet eftersom det har olika effekter på den globala havscirkulationen och klimatet. Ytsmältvatten gör de övre skikten av södra oceanen lättare. Detta tros sakta ner sjunkandet av dessa vatten i regionen, och att gynna expansionen av Antarktis havsis. Att injicera samma smältvatten på djupet tros ha motsatt effekt, gynnar sjunkande av ytvatten och reträtt av Antarktis havsis.

Dr Alexander Forryan, även vid University of Southampton, kommenterar:"Smältvattnets effekt på klimatet togs till det extrema och populariserades i Hollywood-storfilmen "The Day After Tomorrow". Även om ingen förväntar sig att vårt klimat kommer att förändras inom loppet av några dagar, som filmen - vi vet att sötvatten som rinner ut i våra hav dramatiskt kan påverka havsnivån och havscirkulationen. Som sådan, Det är viktigt att våra modeller tar hänsyn till förekomsten av både yt- och djupt smältvatten för att maximera deras noggrannhet. "

Teamet hoppas nu kunna utveckla ett sätt att representera processen i klimatmodeller, så att klimatmodeller på ett tillförlitligt sätt kan undersöka effekterna av smältningen av Antarktis på vårt förändrade klimat.