Glaciärer är viktiga för både människors och djurs hälsa. Faktiskt, 70 procent av världens befolkning förbrukar vatten som har lite glacial tillförsel. Det är viktigt att förstå hur dessa isiga jättar fungerar, eftersom de påverkar ekosystem nedströms.

Carli Arendt, en biträdande professor i marina, jord- och atmosfärvetenskap vid NC State, vill förstå hur vatten rör sig genom glaciärer; specifikt, hur länge underglacialt vatten får lagras.

I vanliga fall, forskare använder färgämnen för att avgöra hur länge vatten lagras i en glaciär. De lägger färgämnet på ytan av en glaciär under smältsäsongen och mäter hur lång tid det tar innan det dyker upp i strömmen nedanför. Dock, denna metod visar egentligen bara transittid - hur lång tid vatten kan ta att flytta från glaciärens yta till botten - den tar inte upp subglacial lagring.

Subglacialvatten avser vattnet som lagras längst ner på glaciären, där isen kan komma i kontakt med berggrunden. Eftersom det är väldigt svårt att komma åt detta område, det har inte funnits en direkt metod för att mäta hur länge subglacialt vatten kan lagras.

Arendt vill förändra det. Med kollegor från University of Michigan (där Arendt började studien som doktorand) och University of Wyoming, hon genomförde nyligen en proof-of-concept-studie om en metod för att beräkna lagringstider för subglacial vatten.

Arendt mätte naturligt förekommande, ofarliga uranisotoper (U-238 och U-234) i prover av smältvatten hon samlat in från subglacialsystemet på Athabasca-glaciären i Kanada. Över tid, uranisotoperna förfaller till "dotter" -produkter, såsom radon 222. Genom att leta efter närvaron av dotterprodukter i smältvattnet, Arendt kunde beräkna hur länge det vattnet hade lagrats i det subglaciala systemet.

Arendt letade också efter närvaron och koncentrationen av naturliga element som fosfor och nitrat i smältvattnet för att avgöra hur länge det smältvattnet har kunnat interagera med underliggande berggrund. Över tid, berggrunden kan delvis lösas upp i smältvatten och friktionen mellan is i botten av glaciären och berggrunden därunder kan vittra berggrunden. Båda processerna berikar vattnet med mineralsalter.

När vattenproverna blev mer utspädda, Arendt kunde fastställa att vattnet hade mindre kontakttid med berggrunden, hjälper henne att beräkna lagringstid. Som ett resultat kunde Arendt och hennes kollegor registrera direkta tecken på att lagringstiderna under de glaciala minskade under högsmältningssäsongen.

Men underglacialt smältvatten och mineralerna som det innehåller gör mer än att beräkna lagring. Dessa mineraler kan påverka livscyklerna för djur som lever nedströms. Till exempel, lax i Alaska gynnas av subglacialt vatten som har högre halter av nitrat och fosfor. Dessa näringsämnen släpps ut i vattnet vid specifika punkter under smältsäsongen, så laxgrytorna är inställda på att sammanfalla med dessa smältningar. Laxhälsa är knuten direkt till glacial hälsa.

"Glaciärer är en nyckelspelare i våra ekosystem, "Säger Arendt." De laddar vattendrag och ger näringsämnen som vilda djur behöver för att överleva. När klimatet förändras, Att förstå effekterna på glaciärer och isark hjälper oss att lösa vattenkvalitets- och försörjningsfrågor. "

Forskningen visas i Kemisk geologi .