Forskare avslöjar mysteriet om hur, var och när viktiga glaciala egenskaper som kallas moulins bildas på Grönlands inlandsis. Moulins, vertikala ledningar som tränger igenom den halvmil djupa isen, effektivt kantrat huvuddelen av sommarsmältvattnet från isytan till inlandsisens bas. Dräneringsvattnets smörjande effekter kan leda till snabbare glidning av inlandsisen. En ny studie publicerad i Geofysiska forskningsbrev , en tidskrift från American Geophysical Union, hittar smältvattensjöar som bildas på isytan kan dränera genom moulins på några timmar.

"Att bilda en moulin på Grönland kräver en spricka på isytan, som blir fylld med vatten som så småningom driver sprickan genom isen, sa Matthew Hoffman, en glaciolog och datavetare vid Los Alamos National Laboratory i Los Alamos, New Mexico och huvudförfattare till den nya studien. "Men det finns ett mysterium här:En stor del av moulinerna på Grönland bildas en bit bort från inlandsisens befintliga sprickfält."

I den nya studien, Hoffman och kollegor jämförde satellitbildskartor över moulins med datorsimuleringar som drivs av timvis, ishastighetsmätningar på plats från GPS-stationer. De hittade smältvattensjöar som bildas på inlandsisens yta och som katastrofalt kan dränera genom isen på några timmar.

"Den massiva isflödeshastigheten som orsakas av att allt detta vatten når bädden drar bokstavligen isen vid ytan isär över ett brett område, tillfälligt skapar genomgripande sprickor, som sådd nya moliner där dessa sprickor skär smältvatten som strömmar på ytan, " sa Hoffman.

"Medan dessa katastrofala sjödräneringar har varit kända i ett decennium eller så, deras bredare inverkan på inlandsisen verkade vara begränsad till ett par dagars lokaliserade, snabbare rörelse, sa Stephen Price, en forskare vid Los Alamos och medförfattare till den nya studien.

De nya resultaten indikerar en potentiellt mycket bredare betydelse för sjödräneringshändelser, eftersom moulins kontrollerar de platser där majoriteten av säsongsbetonat smältvatten kommer in i inlandsisen, kommer åt sängen, och påskyndar isflödet, enligt Pris. "Dessa processer, som för närvarande inte tas med i datorsimuleringar av inlandsisens utveckling och havsnivåförändringar, kan behöva övervägas mer noggrant i framtida modeller, " han sa.

Detta projekt är det första försöket att assimilera GPS-observationer i timskala med upplösning i en omvänd isdynamisk modellering, enligt forskarna. Med timuppskattningar av inlandsisens basala förhållanden och spänningar i isen, forskningen avslöjar viktiga detaljer om effekterna av sommarens smältvatten-inducerade snabbhet på inlandsisens rörelse.

Sjöns dränering har ett långlivat arv

Själva sjödräneringshändelserna är faktiskt relativt sällsynta (högst en gång per år per sjö), men författarna påpekar att förmågan hos moulins som bildas under sjödräneringshändelser att bestå i flera år när de väl bildats ger varje sommardräneringshändelse ett långlivat arv. Moulin-densiteten och dess inverkan på var och hur mycket vatten som levereras till bädden är en kritisk kontroll av subglacial dräneringseffektivitet, evolution och, i tur och ordning, själva isens flöde.

Genom att utlösa moulinbildning av mouliner, inverkan av sjödränering på isdynamiken och Grönlands sommarhastighet kommer sannolikt att vara mer omfattande än den direkta och kortlivade hastigheten efter själva dräneringen, enligt författarna.

Även om man skulle kunna tro att mouliner i första hand skulle bildas nära sprickfält, där känsliga sprickor ger en enkel väg för moulinbildning, det här är inte hela historien, sa Hoffman. Sjöar bildas vanligtvis i okryckade områden, och en katastrofal sjödräneringshändelse tycks kunna utlösa ny bildning av moulin – och i vissa fall ytterligare sjödräneringar – upp till många kilometer bort i is som annars är orubblig.

Medan tidigare studier identifierat en distinkt möjlighet till en kaskadeffekt från smältvatten som når bädden och modifierar lokala spänningar för att orsaka närliggande supraglacial sjödränering, de nya resultaten ger direkta bevis för att denna effekt är mer utbredd och kan verka över avstånd på många kilometer, sa Hoffman. Denna långdistansutlösningsmekanism kan göra nya regioner av inlandsisen sårbara för smältvatteninducerad snabbhet, inklusive på högre höjder.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.