Forskarna Michael MacFerrin (vänster) och Horst Machguth (höger) ser över Sondre Stromfjord utanför Kangerlussuaq, Grönland, där smältvatten från inlandsisen rinner ut i havet, 2013. Kredit:Karen Alley/CU Boulder/Wooster College
Tjock, ogenomträngliga isplattor expanderar snabbt på det inre av Grönlands inlandsis, där isen normalt är porös och kan återuppta smältvatten. Dessa plattor skickar istället smältvatten som rinner ut i havet, enligt en ny CIRES-ledd bedömning, hotar att öka landets bidrag till havsnivåhöjningen med så mycket som 2,9 tum fram till 2100.
Även om avrinning från isplattor har ökat mindre än en millimeter till den globala havsnivån hittills, detta bidrag kommer att växa avsevärt när isplattor fortsätter att expandera i ett värmande klimat, sa Mike MacFerrin, en forskare från CIRES och University of Colorado Boulder som ledde den nya studien, publicerad idag i Natur .
"Även under måttliga klimatprognoser, isplattor skulle kunna fördubbla storleken på avrinningszonen till 2100, ", sa MacFerrin. "Under scenarier med högre utsläpp, avrinningszonen nästan tredubblas i storlek."
År 2000, Grönlands avrinningszon - den region av inlandsisen där avrinning bidrar till havsnivåhöjningen - var ungefär lika stor som New Mexico. Mellan 2001 och 2013, isplattor utökade avrinningszonen med cirka 65, 000 km2 – det är ett genomsnittligt tempo på två amerikanska fotbollsplaner i minuten. Senast 2100, när jordens temperaturer fortsätter att stiga och isplattor fortsätter att växa, avrinningszonen kan expandera med Colorados storlek under ett scenario med måttliga utsläpp, laget hittade. Det skulle höja havet med en extra kvartstum till drygt en tum (7-33 mm).
Alex Crawford (vänster) och Mike MacFerrin (höger) förbereder sig för att köra en snöskoter med markpenetrerande radar för att mäta Grönlands isplattas utbredning 2013. Kredit:Karen Alley/CU Boulder/Wooster College
Under ett scenario med högre utsläpp, med större utsläpp av växthusgaser, avrinningszonen kan öka med storleken på Texas, enligt den nya tidningen, bidrar med en extra halv tum till nästan tre tum (17-74 mm) havsnivåhöjning. Avrinningsuppskattningarna från isplattor är utöver andra källor till havsnivåhöjning från Grönland, som kalvning av isberg.
Grönlands inlandsis är ett komplext täcke av frusna texturer:smältsjöar prickar ytan, snö faller varje vinter, och gammal packad snö komprimeras långsamt till isis. Över större delen av Grönland, snön smälter bara delvis varje sommar och fryser senare till tunna isskivor eller "linser" bara en tum eller två tjocka, inbäddat i den packade snön. I vanliga fall, smältvatten kan sippra nedåt och runt islinser, återfrysning på plats utan att springa iväg till havet.
Men när extrema arktiska smältningshändelser blir allt vanligare, de ömtåliga islagren expanderar och stelnar till mammut, 1 till 16 meter (3 till 50 fot) tjocka "plattor, skapar ett ogenomträngligt skal precis under ytan. Smältvatten kan inte längre sippra ner i inlandsisen utan rinner istället nedför längs isplattorna, så småningom i havet.
Sådana smältepisoder är allt vanligare på Grönland:I juli 2012, snö och is smälte från 97 procent av Grönlands inlandsis, en händelse som inte setts i det 33-åriga satellitrekordet, enligt National Snow and Ice Data Center (NSIDC), del av CIRES och CU Boulder. I vår, som var särskilt varmt och soligt på Grönland, rekordhöga 80 miljarder ton Grönlandsis smälte.
Mike MacFerrin (vänster) och Horst Machguth (höger) analyserar iskärnprover borrade från Grönlands inlandsis 2012. Kredit:Babis Charalampidis/Bavarian Academy of Sciences and Humanities, Tyskland (© 2012 Geological Survey of Denmark and Greenland)
MacFerrin och hans kollegor upptäckte av misstag isplattor 2012, när de hittade stora delar av fast is i prover av iskärnor, istället för de tunna islinserna de förväntade sig. De hade aldrig sett något liknande förut, sa MacFerrin. Sedan den första upptäckten, teamet har undersökt isplattorna genom att köra snöskotrar över sydvästra Grönland, släpa markgenomträngande radar efter för att kartlägga plattornas utbredning. Forskarna utnyttjade också NASA Icebridge-data och klimatmodeller för att förstå hur plattorna har expanderat under de senaste decennierna, och att förutsäga hur de kan fortsätta växa.
"När klimatet fortsätter att bli varmt, dessa isplattor kommer att fortsätta växa och förbättra andra smältvattenåterkopplingar, sa Mahsa Moussavi, NSIDC-forskare och medförfattare på tidningen. "Det är en snöbollseffekt:mer smältning skapar fler isplattor, som skapar mer smältning, som, skapar igen fler isplattor."
Denna process förändrar i grunden inlandsisens nuvarande och framtida hydrologi. Arktiska återkopplingar som denna är viktiga att förstå eftersom de visar hur mycket, och hur snabbt, ett värmande klimat kan förändra jordens mest sårbara regioner.
"Intressant, för decennier sedan hypoteser forskare vad smältvatten i ett värmande klimat skulle kunna göra med Grönlands snölager, baserat på mätningar och teori." sa Horst Machguth, en forskare vid universitetet i Fribourg, Schweiz, och andra författare på tidningen. "Våra resultat visar att deras hypoteser var nära det som utspelar sig på Grönland idag."
Den klimatreducerande väg som världen följer kommer att avgöra hur mycket isplattorna kommer att bidra till havsnivån under de kommande decennierna - från ett par millimeter till några tum. "Människor har ett val om hur det går, sa MacFerrin.