Stanford-forskare har avslöjat förekomsten av vatten som lagras i en glaciär på Grönland, där det snabbt föränderliga inlandsisen är en stor bidragande orsak till den höjning av havsnivån som Nordamerika kommer att uppleva under de kommande 100 åren. Denna observation – som kom ur ett nytt sätt att se på befintliga data – har saknats för modeller som syftar till att förutsäga hur smältande glaciärer kommer att påverka planeten.

Gruppen gjorde upptäckten genom att titta på data som är avsedda att avslöja den förändrade formen på Store Glacier på Västgrönland. Men doktoranden Alexander Kendrick kom på att samma data kunde mäta något mycket svårare att observera:dess förmåga att lagra vatten. Den resulterande studien, publiceras i Geofysiska forskningsbrev , visar tecken på att glaciärsmältvatten från ytan lagras i skadade, fast is. Även om issmältning vid ytan har dokumenterats väl, lite är känt om vad som händer under glaciärens ytor, och denna observation av flytande vatten lagrat i fast is kan förklara det komplexa flödesbeteendet hos vissa Grönlandsglaciärer.

"Sånt här händer inte alltid, men när de gör det, det är den verkliga "glädjen över upptäckten"-komponenten i geovetenskapen, " sa medförfattaren Dustin Schroeder, en biträdande professor i geofysik vid Stanford University's School of Earth, Energi- och miljövetenskap (Stanford Earth). "Detta dokument belyser inte bara denna komponents existens, men ger dig ett sätt att observera det i tid."

Ytsmältvatten spelar en viktig roll på Grönland genom att smörja inlandsisens botten och påverka hur retirerande glaciärer påverkas av havet. Processen för hur glaciärerna smälter och var vattnet rinner bidrar till deras beteende i ett föränderligt klimat, eftersom dessa faktorer kan förändra glaciärernas reaktion på smältning eller påverka tidslinjen för havsnivåhöjning. Att veta att viss vätska fångas upp i glaciärer efter att ha smält på ytan kan hjälpa forskare att mer exakt förutsäga förändringar i havet och hjälpa människor att förbereda sig för framtiden, Sa Schroeder.

"Alla våra förutsägelser om havsnivåhöjning saknar denna smältvattenkomponent, " Sa Schroeder. "Jag tror att vi bara inser hur viktigt det är att förstå i en fundamental fysisk skala vad glaciärens smältvatten gör på sin väg från ytan till bädden."

Ett annat perspektiv

Forskarna analyserade data från en högupplöst, lågeffekts radioekolod (ApRES) som samlas in varje timme från maj till november 2014. Beter sig som ett ultraljud för is, radarn skickar en elektronisk våg som studsar av variationer i isdensitet för att skapa en bild av isstruktur som visar hur snabbt isen smälter eller rör sig över tiden.

När teamet plottade radardata, det såg misstänkt ut, sa Kendrick, som var huvudförfattare på tidningen. De testade idéer som temperaturvariationer och batterifluktuationer för att redogöra för vad de såg, undrade sedan om vatten inne i isen orsakade egenheten. Genom att titta på en annan aspekt av data, Kendrick märkte att de egenheter som kom från djupt inuti glaciären korrelerade med information från en närliggande väderstation som tydde på att glaciären hade smält vid den tidpunkt då data samlades in. Detta fynd stödde tanken att de upptäckte vatten som hade smält på ytan och sedan sipprade ner i glaciären, där den fastnade.

"Det här är ett nytt sätt att använda dessa instrument för att svara på vetenskapliga frågor – istället för att bara titta på förändringar i istjockleken, vi tittar också på förändringar i själva isegenskaperna, " sa medförfattaren Winnie Chu, en postdoktor i Schröders labb. "Alex lade grunden för att försöka förstå hur denna smältvattenlagring förändras över tiden."

Studien visar att en betydande mängd smältvatten som produceras från det lokala området kring radarn fångas upp och lagras i isen i en region som sträcker sig mellan 15 och 148 fot under ytan under sommaren, släpps sedan ut eller fryses in igen under vintern.

"Vattensystemet på Grönland är avgörande för att förstå vad som händer på planeten, sa Schröder, som också är fellow vid Stanford Woods Institute for the Environment. "Denna komponent som Alex har upptäckt visar att det finns en del av den här glaciären i synnerhet – och kanske hela Grönlands hydrologiska system i allmänhet – som vi helt enkelt inte modellerade eller tänkte på på det här sättet."

Forskarna hoppas att denna nya geofysiska metod kan användas för att förstå hur smältvatten påverkar andra glaciärer och glaciärsystem, också.