Stort isberg i Sermilik Fjord med forskningsfartyget MV Adolf Jensen synligt till vänster. Kredit:Dave Sutherland
Ytvattenförhållandena i Grönlands fjordar och i norra Atlanten dikteras av vad som pågår djupt under ytan bredvid den massiva Grönlandsisen, UO-ledd forskning har funnit.
Utbrytande isberg, enligt forskningsresultat som visas online den 4 december före publicering i tidskriften Naturgeovetenskap , är den största källan till sötvatten som kommer in i havet i nyckelområden runt Grönland. Och tidpunkten och platsen för smältvatten är viktiga faktorer som bör inkluderas i havsmodellering, rapportera tidningens sex medförfattare.
"Vad som verkligen är intressant är att majoriteten av det smältvattnet från isberg inte når havets yta. Det stannar djupt i vattenpelaren, " sa UO oceanograf David Sutherland. "Sammanfattning över hela fjordsystemet, detta tyder på att isberg spelar en grundläggande roll för att ställa in temperaturen och salthalten i havsvattnet, som sedan styr transporten av värme till en glaciärs slutpunkt."
Studien genomfördes i Sermilik Fjord, som matas av tre glaciärer i sydöstra Grönland, där säsongsbetonade smältförhållanden varierar. I fjordar där smältning inte förekommer, Sutherland sa, isberg kan flytta in i strömmar i Nordatlanten, där de kan äventyra sjöfartsleder och oljekällor till havs innan de smälter.
"Isbergens yttersta öde i denna större miljö kan påverka det globala klimatet genom att fräscha upp de övre lagren av havet, sade Sutherland, professor vid institutionen för geovetenskaper och Clark Honours College. "Det finns också ett behov av att bättre förutsäga rörelsen av isberg som lämnar fjordarna."
I en tidning som publicerades i slutet av förra året Geofysiska forskningsbrev , Sutherlands tidigare doktorand Dustin Carroll, en medförfattare på den nya tidningen, rapporterade att mycket av smältningen från glaciärer kommer in i havet underifrån och stiger som en vulkanisk plym genom det salta havsvattnet ovanför. Carroll är nu på NASA:s Jet Propulsion Laboratory, en avdelning av California Institute of Technology.
Den nya studien kombinerade mätningar av vattenförhållanden insamlade midvinter och midsommar med datormodellering av fem isbergssmältningsprocesser. Resultaten gav nya detaljer om smältvattencirkulationen.
De två grafiken illustrerar skillnaderna mellan sommar- och vintersmältning och havscirkulation. Subglaciala utsläpp av sötvatten sker under sommaren men inte på vintern. Det finns mer havsis och starkare vindar vid ytan på vintern; på sommaren är det fler vågor och ett varmare ytskikt. Vintermånaderna ser kallare temperaturer och mindre koncentration av solljus, som kombineras för att minska isbergssmältningen ovanför vattenlinjen. Kredit:University of Oregon
Studien fann att 68 till 78 procent av isbergssmältan frigörs under 20 meter (65 fot) och att 40 till 100 procent av smältan, beroende på säsongsförhållanden och platser, förblir troligen i ett varmt lager långt under ytan - ett fynd som skiljer sig från vanliga modelleringsmetoder.
Under sommaren, en del av det smältvattnet stiger och förändrar sältan, temperatur och cirkulation i de ytnära vattnen i de sydöstra Grönlands fjordar. Den där, i tur och ordning, påverkar potentiellt glaciärens reträtt och isförlust.
"Genom miljöns natur, det är väldigt svårt att se eller mäta vad som händer under ytan, " sa studiens huvudförfattare Twila Moon, en före detta postdoktor i Sutherlands labb som nu är vid National Snow and Ice Data Center vid University of Colorado, Flyttblock. "I den här studien, vi kunde kombinera mätningar från fältarbete med datorsimuleringar för att titta under vattenytan och bestämma var sötvatten skapas."
Studien, främst stödd av National Science Foundation-anslag till Moon och Sutherland, började medan Moon var på UO.
Metoderna som används i studien "ger en ram för att bedöma individuella sötvattenkällor i alla tidvattensystem, och våra resultat är särskilt tillämpliga på kustområden med hög utsläpp av fast is på Grönland, " skrev forskarna.
Under olika klimatförändringsscenarier, forskarna sa, utsläppen av sötvatten från isberg förväntas öka. De nya rönen, de sa, tillhandahålla ett sätt att bättre tolka var och när isberg kan smälta och vilka effekter som är sannolika.
Medförfattare till studien var Denis Felikson från University of Texas i Austin, Laura Kehrl från University of Washington, Seattle, och Fiamma Straneo från Scripps Institution of Oceanography i Kalifornien.