Som kan ses ovan, Waggonwaybreen -glaciären på Svalbard, Norge, har dragit sig tillbaka kraftigt sedan 1900. Svalbards glaciärer drar sig inte bara tillbaka, de tappar också cirka två fot av sin tjocklek varje år. Glaciärer runt om i världen har dragit sig tillbaka i oöverträffad hastighet och en del har försvunnit helt. Smältningen av glaciärer kommer att påverka människor runt om i världen, deras dricksvattenförsörjning, vatten som behövs för att odla mat och leverera energi, såväl som globala havsnivåer.

Mellanstatliga panelen för klimatförändringar uppskattar att glaciärer runt om i världen (exklusive Grönlands och Antarktis inlandsis) kommer att minska i volym mellan 15 till 55 procent år 2100 även om vi kan begränsa den globala uppvärmningen till under 2˚C; de skulle kunna krympa upp till 85 procent om uppvärmningen ökar mycket mer.

I jordens historia, det har varit minst fem stora istider, när långvarig nedkylning av planeten resulterade i expansion av inlandsisar och glaciärer. Tidigare istider har naturligt utlösts av en mängd faktorer, viktigast, förändringar i jordens bana runt solen (Milankovitch -cykler) och skiftande tektoniska plattrörelser som påverkar vind- och havsströmmar. Blandningen av gaser i atmosfären (som koldioxid och metan) samt sol- och vulkanisk aktivitet är också bidragande faktorer. Idag befinner vi oss i ett varmt intervall – ett mellanistid – av jordens femte istid.

En glaciär är en stor ansamling av is, snö, sten, sediment och vatten på land som rör sig nedför sluttningar under sin egen tyngd och gravitation. Idag är 10 procent av jordens land täckt av glaciärer (inklusive Antarktis och Grönland). De innehåller 75 procent av planetens sötvatten, lagrar den som is under den kalla årstiden och släpper ut en del av den som smältvatten under sommarmånaderna. Avrinning från glaciärer kyler strömmarna nedanför, tillhandahålla livsmiljöer för växter och djur under torra perioder.

Mer än en sjättedel av världens befolkning, särskilt i Kina, Indien och andra asiatiska länder, lever i bassängerna av glaciärmatade floder och är beroende av dem för dricks- och bevattningsvatten.

En glaciärs massbalans avgör om den kommer att avancera eller dra sig tillbaka. Om mängden snö och is som ackumuleras under vintern är mindre än den smältning som sker på sommaren, glaciären anses ha en negativ massbalans och drar sig tillbaka. I dag, nästan alla glaciärer har en negativ massbalans på grund av global uppvärmning och förändringar i nederbörd.

I Nya Zeelands södra Alper, Joerg Schäfer, en forskningsprofessor vid Lamont-Doherty Earth Observatory, och hans kollegor kemiskt analyserade element i stenar som lämnades otäckta när glaciärer drog sig tillbaka 20, 000 år sedan i slutet av den senaste istiden. De räknade ut hur länge stenarna hade varit blottade, rekonstruerade sedan lokala glacialrekord och jämförde dem med andra poster som antarktiska iskärnor, som avslöjar förändrade koldioxidhalter i atmosfären.

"Glaciärer verkar följa noga vad som händer med atmosfärens koldioxidkoncentration, "sa Schaefer." Under våra glaciärkronologier, när koldioxiden började stiga, glaciärerna i Nya Zeeland började dra sig tillbaka. Så vi tror att det bevisar att det finns en mycket nära koppling mellan växthusgaser, koldioxid, och glaciärer. Vilket faktiskt är väldigt dåliga nyheter, för att vi pumpar så mycket koldioxid i luften. "

Jorden är faktiskt på väg för en naturlig ny istid, förklarade Schäfer. Normalt varar interglacialen mellan istiderna 10, 000 till 12, 000 år, och vi är redan 12, 000 år in i denna. En naturlig avkylningscykel bör börja, men även om det gör det, sa Schäfer, vi kommer inte att se bevis för det eftersom människor har så förändrat förhållandena på planeten genom att bränna fossila bränslen.

Schaefer har arbetat med en global undersökning av bergsglaciärer, jämföra glaciärens reträtt under de senaste 150 åren med hur glaciärer betedde sig tidigare, särskilt i slutet av den senaste istiden. "Att [övergången från den senaste istiden] var en av de mest dramatiska geologiska och naturliga förändringar som jorden har sett, " han sa.

"Den förändringstakt som vi ser just nu, registreras mest direkt och synligt av bergsglaciärer, är sätt, sätt, mycket snabbare än det var vid slutet av istiden, ", sa Schaefer. "Vad vi har sett under de senaste 150 åren, över hela planeten, är att dessa bergsglaciärer registrerar en reträtt motsvarande 1˚ till 1,5˚C uppvärmning under 150 år, med den största delen av denna reträtt under det senaste decenniet. Hastigheten med vilka dessa glaciärer drar sig tillbaka har exponentiellt påskyndats ... och om du jämför förändringstakten, ingenting har någonsin hänt så i det geologiska förflutna."

Människor förvärrar glaciärsmältningen eftersom förbränning av fossila bränslen inte bara frigör CO2, det avger också svart kol, en liten komponent av luftföroreningar som kan absorbera en miljon gånger mer solenergi än CO2. När svart kol faller till jorden med nederbörd, det mörknar snön och isen, minskar deras albedo (den reflekterande kraften hos en yta), värmer snön, och påskyndar smältningen.

Marco Tedesco, en forskningsprofessor vid Lamont-Doherty, forskar om processerna som driver issmältningen på Grönland, inklusive albedominskning, exponerad is efter snölager smälter bort och atmosfäriska cirkulationsmönster. Han studerar "feedback"-mekanismer som hur smältning minskar albedo och ökar fukten i luften, som också värmer luften. "Vi förstår dessa processer, ", sa Tedesco. "Men vi vet ännu inte hur de interagerar och hur mycket de förstärker varandra över tid för att påskynda smältningstakten. Idag finns mer data tillgänglig, fler observationer från rymden och marken, och bättre och snabbare modeller. Dessa kan hjälpa oss att förbättra våra uppskattningar och bättre projektera Grönlands bidrag till havsnivåhöjningen."

"Men vi vet att saker går i en riktning och kommer att bli mycket snabbare i denna riktning. Det kommer att bli mer uppvärmning och mer smältning. Alla saker som kan bromsa smältningen, som kylningen av Arktis eller mer snöansamling på sommaren, kommer inte att hända. Och även om de gjorde det, de skulle vara korta, bara en gupp på vägen."

Här är några exempel på glaciärer vi tappar.

• Montanas Glacier National Park hade 150 glaciärer 1850; idag är det 25.
• Större Himalaya, som innehåller nästan en tredjedel av jordens icke-polära is, har värmts upp mycket mer än det globala genomsnittet under de senaste 100 åren; mellan 1950 och 2000, 82 procent av glaciärerna i västra Kina krympte.
• Aletschglaciären, den största i Schweiz, retirerade 1,7 mil mellan 1880 och 2009.
• År 2000, Furtwangler -glaciären på toppen av berget Kilimanjaro i Tanzania var hälften så stor som 1976.

Om smältningen fortsätter under de närmaste decennierna, några av världens mest befolkade områden kan få ont om vatten under torrperioden. Ett tag, ökningen av flödet från smältande is och snö under torrperioden kommer att verka som en välsignelse, men i framtiden, nedströmsflödets variabilitet kommer att öka och så småningom kan flödet försvinna helt, påverkar livsmedelsproduktionen, biologisk mångfald och ekonomisk tillväxt.

Samhällen runt om i världen är beroende av glacialvatten som har dämts upp för produktion av vattenkraft. Retreating glaciärer kommer att öka flödets variation eller minska det, vilket kommer att påverka elproduktionen.

Frankrike får cirka 75 procent av sin el från kärnkraftverk, varav hälften ligger på floden Rhône, matas av den snabbt retirerande Rhoneglaciären. Under de senaste 15 åren, floden Rhône blev två gånger så varm och vattennivåerna var så låga på sommaren att kärnkraftverk måste stängas av.

Som ett resultat av glacial smältning, glaciala sjöutbrott översvämningar ökar. När glaciärer krymper, smältvatten kan bilda en sjö som är uppdämd av glaciärskräp (is eller jord och sten) vid glaciärens tunga.

Men dessa dammar kan vara instabila och kollapsa under trycket av mer smältning. Peru har upplevt några av de mest destruktiva glacial sjöutbrott översvämningar; mellan 1941 och 1950, tre sådana översvämningar dödade 6, 000 personer.

Glacial reträtt kan destabilisera sluttningar, som kan leda till jordskred, och värmande temperaturer kan utlösa laviner. År 2002, en stor del av Kolka-glaciären på gränsen mellan Ryssland och Georgien bröt av och, påskyndas av smältvattnet nedanför, skapade en lavin som störtade nerför berget i 150 miles per timme, dödade över 100 människor i staden nedanför. Påfarten varade i 7 minuter. I juli 2016, två laviner inträffade i Tibet, varav en dödade nio personer.

Om all världens glaciäris skulle smälta, havsnivån skulle stiga 265 fot när smältvattnet rann ut i floder och hamnade i havet. De flesta havsnivåhöjningar kommer från Antarktis och Grönland i Arktis, inte bergsglaciärer, som bara skulle bidra med cirka 20 tum.

Ny forskning om smältande glaciärer i Arktis (som har värmats dubbelt så snabbt som resten av världen under det senaste halvseklet) och Antarktis tyder på att de låga prognoserna för havsnivåhöjningar gjorda av mellanstatliga panelen för klimatförändringar är för låga.

I sin senaste rapport, panelen beräknade att om vi kan minska utsläppen avsevärt, havsnivån kan stiga 11 till 24 tum före 2100; om utsläppen förblir höga, vi kunde se en ökning med 20 till 38 tum. Havsnivåhöjning kommer att orsaka översvämningar vid kusten, erosion, skador på infrastruktur och byggnader, ekosystemförändringar och äventyrade dricksvattenkällor.

Sötvattnet från glacialsmältan som rinner ut i haven påverkar inte bara havsnivån, men också om havsförsurning, biologisk produktivitet och vädermönster. Mängden sötvatten i de övre skikten i Ishavet, som har ökat 11 procent sedan genomsnittet 1980-2000, kan också påverka cirkulationen i Nordiska havet och Atlanten.

Tillströmningen av sötvatten kan eventuellt störa eller bromsa "Global Ocean Conveyer, "den regelbundna cyklingen av kallt vatten söderut och varmt vatten norrut genom Atlanten som spelar en stor roll i klimatet i Nordamerika och Västeuropa, såväl som i havets näringsämnen och koldioxidkretslopp.

Föroreningar som bekämpningsmedel, tungmetaller, långlivade organiska föroreningar och PCB, Polyklorerade bifenyler, har tagit sig till Arktis och Antarktis på havs- och vindströmmar. När glaciärerna smälter, föroreningar som en gång fastnat i is släpps ut och kan komma in i floder, hav och näringsnät där de bioackumuleras i marina varelser; de högst upp i näringskedjan, som isbjörnar och människor, kommer att påverkas mest.

Forskare har också hittat levande bakterier och mikrober i 420, 000 år gamla iskärnor och återupplivade dem. När glaciärerna smälter, massor av mikrober, cirka 750, 000 år gammal, släpps ut från isen. När de når havet, de kan påverka havets kemi och marina ekosystem, med oförutsägbara effekter. Scientific American rapporterade, "...biomassan av mikrobiella celler i och under inlandsisen kan uppgå till mer än 1, 000 gånger så mycket som alla människor på jorden. "

Pågående forskning är nyckeln till att förstå de smältande glaciärerna och deras potentiella inverkan på säkerheten, vattenförsörjning, energiproduktion och ekonomi. "Den viktiga frågan för framtiden kommer att vara, när kommer problem att uppstå som ett resultat av förändringar i glaciärer, " sa Tedesco. "Vilka är sakerna vi kan ta itu med, förstå tidslinjen ... Jag skulle vilja veta innan Nederländerna är under vatten så att politiska justeringar kan göras för att skydda människor. Och prognoser för effekterna på städer kommer att skilja sig från effekterna på livsmedelsproduktionen eller på BNP."

"Vi behöver hjälp från politiska och samhällsvetare ... vi måste överföra informationen till beslutsfattare för att förbereda oss för detta, "sa Schaefer." Vi behöver fem till tio års perspektiv-det är vårt uppdrag här på Lamont-Doherty, att predika det för alla."

Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av Earth Institute, Columbia University:blogs.ei.columbia.edu .