En ny NASA-studie visar att under Grönlands hetaste somrar någonsin, 2010 och 2012, isen i Rinkglaciären på öns västkust smälte inte bara snabbare än vanligt, den gled genom glaciärens inre i en gigantisk våg, som en uppvärmd fryspop som glider ut ur sitt plasthölje. Vågen höll i sig i fyra månader, med is från uppströms som fortsätter att röra sig ner för att ersätta den saknade massan i minst fyra månader till.

Denna långa puls av massförlust, kallas en ensam våg, är en ny upptäckt som kan öka potentialen för ihållande isförlust på Grönland när klimatet fortsätter att värmas, med konsekvenser för den framtida havsnivåhöjningen.

Studien av tre forskare från NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, var den första som exakt spårade en glaciärs förlust av massa från smältande is med hjälp av en GPS-sensors horisontella rörelse. De använde data från en enda sensor i Greenland GPS Network (GNET), belägen på berggrunden intill Rinkglaciären. En artikel om forskningen publiceras online i tidskriften Geofysiska forskningsbrev .

Rink är en av Grönlands stora utlopp till havet, dränerar omkring 11 miljarder ton (gigaton) is per år i början av 2000-talet – ungefär 30, 000 Empire State Buildings. Under den intensivt varma sommaren 2012, dock, den förlorade ytterligare 6,7 gigaton massa i form av en ensam våg. Tidigare observerade smältprocesser kan inte förklara så mycket massförlust.

Vågen rörde sig genom den strömmande glaciären under månaderna juni till september med en hastighet av cirka 2,5 miles (4 kilometer) i månaden under de första tre månaderna, ökade till 7,5 miles (12 kilometer) under september. Mängden massa i rörelse var 1,7 gigaton, plus eller minus ungefär ett halvt gigaton, per månad. Rinkglaciären rinner vanligtvis med en hastighet av en kilometer eller två (några kilometer) om året.

Vågen kunde inte ha upptäckts med de vanliga metoderna för att övervaka Grönlands isförlust, som att mäta gallringen av glaciärer med luftradar. "Du kan bokstavligen stå där och du skulle inte se någon indikation på vågen, " sa JPL-forskaren Eric Larour, medförfattare till den nya tidningen. "Du skulle inte se sprickor eller andra unika ytegenskaper."

Forskarna såg samma vågmönster i GPS-data för 2010, den näst varmaste sommaren någonsin på Grönland. Även om de inte kvantifierade den exakta storleken och hastigheten på 2010 års våg, rörelsemönstren i GPS-data indikerar att den måste ha varit mindre än 2012 års våg men liknande hastighet.

"Vi vet med säkerhet att utlösningsmekanismen var ytsmältningen av snö och is, men vi förstår inte fullt ut den komplexa uppsättningen av processer som genererar ensamma vågor, " sa JPL-forskaren Surendra Adhikari, som ledde studien.

Under de två somrarna då ensamma vågor inträffade, ytsnöpackningen och isen i den enorma bassängen i Grönlands inland bakom Rinkglaciären höll mer vatten än någonsin tidigare. Under 2012, mer än 95 procent av ytans snö och is smälte. Smältvatten kan skapa tillfälliga sjöar och floder som snabbt dränerar genom isen och rinner ut i havet. "Vattnet uppströms var förmodligen tvungen att rista nya kanaler för att dränera, " förklarade medförfattaren Erik Ivins från JPL. "Det var troligt att det var långsamt och ineffektivt." När vattnet väl hade bildat vägar till glaciärens bas, vågen av intensiv förlust började.

Forskarna har en teori om att tidigare kända processer kombinerades för att få massan att röra sig så snabbt. Den enorma mängden vatten smorde glaciärens bas, så att den kan röra sig snabbare, och mjukade upp sidomarginalerna där den strömmande glaciären möter sten eller stationär is. Dessa förändringar gjorde att isen kunde glida nedströms så snabbt att is längre in i landet inte kunde hänga med.

Glaciären fick massa från oktober till januari när isen fortsatte att röra sig nedströms för att ersätta den förlorade massan. "Denna systematiska transport av is under hösten till midvintern hade inte tidigare känts igen, " betonade Adhikari.

"Intensiv smältning som vi såg 2010 och 2012 är utan motstycke, men det representerar den typ av beteende som vi kan förvänta oss i framtiden i ett värmande klimat, " tillade Ivins. "Vi ser ett system som utvecklas."

Grönlands kust är prickad med mer än 50 GNET-stationer monterade på berggrunden för att spåra förändringar under jordens yta. Nätverket installerades som ett samarbete mellan U.S. National Science Foundation och internationella partners i Danmark och Luxemburg. Forskare använder dessa stationers vertikala rörelser för att observera hur den nordamerikanska tektoniska plattan återhämtar sig från sin tunga isbörda från den senaste istiden. Adhikari, Ivins och Larour var de första som kvantitativt utforskade idén att, under rätt omständigheter, de horisontella rörelserna kunde också avslöja hur ismassan förändrades.

"Det som gör vårt arbete spännande är att vi i huvudsak identifierar en ny, robust observationsteknik för att övervaka isflödesprocesser på säsongsbetonade eller kortare tidsskalor, ", sa Adhikari. Befintliga satellitobservationer erbjuder inte tillräckligt med temporal eller rumslig upplösning för att göra detta.

GNET-stationerna underhålls för närvarande inte av någon byrå. JPL -forskarna upptäckte först Rink Glaciers ovanliga beteende medan de undersökte om det fanns några vetenskapliga skäl att hålla nätverket igång.

"Pojke, hittade vi en, " sa Ivins.