Stora klippkullar djupt under glaciärer kan orsaka enorma kanaler på isytan – även om kullarna är begravda under två kilometer is.

Glaciärer i Antarktis är avlägsna och svåra att studera, vilket betyder att mycket om deras beteende är okänt. Dessa kunskapsluckor innebär att forskare inte kan vara säkra på hur de kommer att reagera på klimatförändringarna.

Dock, med ny teknik kan forskare studera dem mer i detalj än någonsin tidigare, även tittar genom kilometertjocka glaciärer för att se processer som sker vid deras baser.

Laget, inklusive forskare från universitet i Storbritannien och USA, använde isgenomträngande radar monterad på plan för att kika genom glaciären och räkna ut vad som händer vid dess bas.

I en studie publicerad idag i Naturkommunikation , forskare under ledning av Imperial College London har kopplat en enorm 130 km lång kanal (avståndet mellan London och Birmingham) på ytan av en flytande ishylla i Antarktis med landskapet två kilometer under inlandsisen uppströms.

Kanalen, och tillhörande funktioner på isytan, tros vara en punkt av instabilitet på ishyllan. Om ytisen smälter, vatten kommer företrädesvis att rinna ner i dessa funktioner, skapa en djupare kanal och skapa ytterligare svagheter.

Identifiera instabiliteter

Ishyllans ytkanaler ses över Antarktis, så processen som avslöjas i forskningen är sannolikt vanlig. Nu har orsaken identifierats, forskare kan undersöka liknande kanaler för tecken på instabilitet någon annanstans i Antarktis, särskilt i regioner som är kända för att vara sårbara för förändringar.

Projektledare professor Martin Siegert, från Grantham Institute – Climate Change and the Environment at Imperial, sade:"Detta fynd hjälper oss att identifiera potentiella regioner i Antarktis som kan ha ökad risk för förändring på grund av ishylla kanalisering. Det påminner oss också om att vi inte kan ignorera underjordiska processer - även om de ligger under två kilometer is i några av de mest avlägsna platserna på jorden."

Han tillade:"Smältning av ytan på Antarktis ishyllor har märkts under de senaste åren, och ytterligare uppvärmning av atmosfäriska förhållanden skulle leda till ökade nivåer – vilket ökar behovet av att begränsa den globala uppvärmningen till 1,5 C över förindustriella nivåer."

Håller tillbaka isen

Regionen som teamet studerade – centrerad på Foundation Ice Stream – är en av de fattigaste kända delarna av Antarktis, nära kanten på det "jordade" inlandsisen, vilar på land snarare än vatten. Det jordade inlandsisen matar is ut i havet, och bidrar på så sätt till havsnivåförändringar.

Håller istäcket tillbaka är de flytande ishyllorna, som ger en "bakkraft" för att minska hastigheten på den jordade isen. Svaghet i den flytande ishyllan kan därför leda till ett accelererat flöde av den grundade isen, och havsnivåhöjning.

Foundation Ice Stream är också den typ av glaciär som kan ha vatten vid sin bas, flyter mellan glaciärens botten och det underliggande berget. Teamet fann att när basen av glaciären stötte på en stor enslig kulle vid samma punkt börjar den flyta, en lucka uppstod under isen nedströms kullen.

Denna lucka fylldes av vatten runt glaciärens bas, som ristade en skåra uppåt i isen. Denna skåra var 800 meter hög på vissa ställen, och ledde till den vidsträckta kanal som sågs på isytan.

"Landformer av hårda berg genererar 130 km ishylla kanaler genom vatten som fokuserar i basala korrugeringar" av Hafeez Jeofry, Neil Ross, Anne Le Brocq, Alastair Graham, Jilu Li, Prasad Gogineni, Mathieu Morlighem, Thomas Jordan &Martin J. Siegert publiceras i Naturkommunikation .