De senaste åren, Vavilovisen i det ryska högarktis har accelererat dramatiskt, glider så mycket som 82 fot per dag 2015, enligt en ny multinationell multi-institut studie ledd av CIRES Fellow Mike Willis, en biträdande professor i geologi vid CU Boulder. Det dvärgar isens tidigare genomsnittliga hastighet på cirka 2 tum per dag och har utmanat forskarnas antaganden om stabiliteten hos de kalla inlandsisarna som sträcker sig över jordens höga breddgrader.

"I ett värmande klimat, glaciäracceleration blir allt vanligare, men graden av isförlust i Vavilov är extrem och oväntad, sa Mike Willis, CIRES Fellow och huvudförfattare till tidningen som publicerades denna vecka i Earth and Planetary Science Letters .

Glaciärer och inlandsisar som Vavilov täcker nästan 300, 000 kvadratkilometer av jordens yta och håller ungefär en fot av potentiell havsnivåhöjning. Forskare har aldrig sett en sådan acceleration i denna typ av inlandsis förut, och författarna till den nya tidningen skrev att deras upptäckt väcker möjligheten att andra, för närvarande stabila inlandsisar kan vara mer sårbara än väntat.

För den nya bedömningen, forskare spelade rollen som kriminaltekniska isdetektiver, plocka ihop inlandsisens försämring genom att spionera på den framryckande isen med fjärranalysteknik från en konstellation av satelliter som drivs av DigitalGlobe Inc. med huvudkontor i Westminster, Colorado. Projektet förlitade sig också på stöd från National Science Foundation och National Geospatial-Intelligence Agency, som finansierade utvecklingen av högupplösta topografiska kartor över Arktis.

Via satellit, de såg isen på mössan krypa långsamt fram i flera år, innan det accelererar långsamt 2010, svallande snabbt framåt 2015. Den initiala mycket långsamma framfarten tros ha orsakats av en förskjutning i nederbördsriktningen som inträffade för cirka 500 år sedan. Före denna tid kom snö och regn från sydost, efter denna tid kom regn och snö från sydväst. När den västra delen av inlandsisen avancerade ut i havet rann isen framåt.

"Kalla" iskappor, som Vavilov, förekommer i polära "öknar" med mycket lite nederbörd, och de är vanligtvis frusna till sina sängar, flyter endast på grund av böjning av isen under tyngdkraften. Med sängar över havet, de är normalt isolerade från de typer av förändringar som har drabbat glaciärer i mindre kyliga områden:smälter underifrån av varmt havsvatten, till exempel, eller glider snabbare när varmt ytsmältvatten rinner ner till isbädden.

Forskare misstänker att inlandsisen började avancera dramatiskt när botten av inlandsisen blev blötare och framsidan av glaciären avancerade mot mycket hala marina sediment. Isen började ta fart, och friktion fick en del av isen under glaciären att smälta, som tillförde mer vatten till botten av isen, minska friktionen, som fick isen att ta fart, vilket i sin tur, återigen producerade mer vatten. En del av detta vatten kan ha kombinerats med lera under glaciären, minskar friktionen under glaciären ytterligare och låter de verkligt extraordinära glidhastigheterna inträffa.

Senast 2015, sedimenten och stenen vid bädden under isen hade blivit så hala att materialet inte kunde stoppa isen från att rinna. Det tog bara två år för inlandsisen att nå den vändpunkten, förvandlas till en nästan friktionsfri zon, som är välsmord och mycket rörlig. Glaciären fortsätter att glida i dag med accelererade hastigheter på 5-10 meter per dag.

Vavilov-isen tunnas samman med några meter, avancerat ca 2 km, och förlorade cirka 1,2 km3 i total volym i havet under de 30 åren före accelerationen. Under ett år mellan 2015 och 2016, isen avancerade cirka 4 kilometer och tunnades med cirka 100 meter (~0,3 m per dag). Inlandsisen förlorade cirka 4,5 km3 is, tillräckligt för att täcka Manhattan med cirka 250 fot vatten, eller hela staten Washington med en tum. Och det är osannolikt att inlandsisen någonsin kommer att kunna återvinna ismassa i dagens värmande klimat, uppger tidningen.

Många forskare har antagit att polarisar som sitter över havet bara kommer att reagera långsamt på ett uppvärmande klimat - men författarna till denna studie uppmanar till att detta antagande ifrågasätts. Den snabba kollapsen av Vavilov-isen har betydande konsekvenser för glaciärer i andra polarområden, särskilt de som gränsar till Antarktis och Grönland.

"Vi har aldrig sett något liknande förut, den här studien har väckt lika många frågor som den har besvarat." sa Willis. "Och vi arbetar nu med att modellera hela situationen för att få ett bättre grepp om fysiken inblandad."