En ny recension av kiselcykling i glaciala miljöer, ledd av forskare från University of Bristol, betonar den potentiella betydelsen av glaciärer för att exportera kisel till nedströms ekosystem.

Detta, säger forskarna, kan få konsekvenser för den marina primära produktiviteten och påverka kolcykeln på istidernas tidsskalor.

Detta beror på att kiseldioxid behövs av primärproducenter, såsom kiselalger (en form av alger som står för upp till 35 procent av all marin primär produktivitet), och dessa primära producenter tar bort betydande mängder koldioxid från atmosfären, transportera den till djuphavet.

Huvudförfattaren Jade Hatton från University of Bristols School of Earth Sciences, sa:"Det är viktigt att vi förstår vilken roll glaciärer spelar i kiselcykling och vi har undersökt tidigare publicerade arbeten med hänsyn till subglacial väderlek och näringsflöden för att sammanföra denna recension, med fokus på det kemiska fingeravtrycket av kisel som exporteras från dessa miljöer."

Laget, vars resultat publicerades denna vecka i tidskriften Proceedings of Royal Society A , övervägde några av de "stora frågorna" för närvarande kring glaciärer och kiselexport, inklusive skillnaderna i det kemiska fingeravtrycket för kisel mellan glaciala och icke-glaciala floder, och om vittringsprocesser som sker under glaciärer driver dessa skillnader.

Genom att kombinera nya mätningar av smältvatten från över 20 glaciärer på Island, Alaska, Grönland och Norge med befintliga data, tidningen visar att det kemiska fingeravtrycket av kisel som exporteras från glaciärer är distinkt jämfört med kisel i icke-glaciala floder.

Denna kemiska signatur (kiselisotopsammansättningen) hjälper till att förstå karaktären av vittringsprocesser som sker under glaciärer.

Jade Hatton tillade:"Data från en sådan rad glaciärer representerar en betydande strävan när det gäller fältarbete och representerar en enorm förbättring av vår kunskap om den isotopiska signaturen hos kisel från glaciärer.

"Vi föreslår att den distinkta kiselisotopsammansättningen i glaciärvatten drivs av de höga fysiska erosionshastigheterna under glaciärer.

"Detta har konsekvenser för hur vi förstår subglaciala vittringsprocesser och exporten av näringsämnen från glaciala miljöer."

Dessa nya data presenteras tillsammans med arbete som tidigare utförts på Island och Grönland för att ge starkare bevis för att förhållandet mellan glaciala smältvatten och en distinkt kiselisotopsignatur håller.

Forskarna hoppas att denna bredare datamängd kommer att hjälpa till att informera mer komplexa datormodeller i framtiden, bygger på vårt tidigare modelleringsarbete som har visat vikten av glacial kisel på glacial-interglaciala tidsskalor.

Uppsatsen ger också en diskussion om komplexiteten i glaciala miljöer och belyser några av de viktiga frågor som fortfarande är osäkra, inklusive vikten av partikelformig kiseldioxid när man överväger det totala exportflödet från glaciala miljöer.

Jade Hatton sa:"Väldigt lite arbete har gjorts för att förstå bildandet av denna "amorfa" kiseldioxid under glaciärer. Vi föreslår att den höga fysiska erosionen inom dessa system är extremt viktig, uppmuntra dock framtida arbete för att begränsa detta ytterligare.

"Ett annat mycket omdiskuterat område för närvarande är fjordarnas roll i återvinning av näringsämnen, vilket resulterar i osäkerheter i flöden av glaciala näringsämnen som når det öppna havet. Finansiering från ERC (ICY-LAB) och Royal Society tillåter oss att fortsätta forskningen inom detta område, med projekt som överväger biogeokemisk cykling i grönländska fjordar.

"Vi ser fram emot att kunna belysa dessa osäkerheter genom att använda en rad analyser från fältarbete inom dessa fjordmiljöer."