Forskare övervakar is ovanifrån Helheimglaciären på Grönland. Kredit:Adam LeWinter, USACE CRREL
Förra månaden ledde en ny prognos av havsnivåhöjning till år 2050 i rubriker som visar att fler kuststäder runt om i världen kommer att vara under vatten än tidigare modeller har förutspått. Hur snabbt och hur högt havsnivån stiger globalt kommer att avgöras av inlandsisens smältning på Grönland och Antarktis. Dock, accelerationen, reträtt och uttunning av glaciärer där de möter havsvatten är fortfarande dåligt förstådda.
"Våra modellprognoser för hur inlandsisar förändras är förmodligen underskattade, " sa primärutredaren Leigh Stearns, KU docent i geologi och forskare vid Centrum för fjärranalys av inlandsisar (CReSIS). "Det finns mycket om glaciärernas fysik som vi inte förstår. Det betyder inte att vi inte kan modellera dem nära, men vi saknar saker. Så, våra uppskattningar för havsnivåhöjning har ganska stor osäkerhet, och det beror mest på bidraget från is eftersom vi inte kan begränsa dessa processer särskilt bra. För att kunna göra det, vi behöver verkligen detaljerade undersökningar av glaciärer för att försöka fastställa dessa samband bättre. Jag skulle säga att vi inte ens riktigt vet om havet driver det mesta av förändringen av inlandsisen, eller om det är atmosfären – och det finns människor i vårt samhälle som skulle argumentera åt båda hållen, mycket starkt. Det är en ganska grundläggande fråga som vi inte riktigt har löst ännu."
Nu, med fyra år, 5,8 miljoner dollar i pris från Heising-Simons Foundation, forskare med huvudkontor vid University of Kansas studerar dessa komplicerade processer genom att samla handplockade experter inom en rad specialiteter för att granska isförlusten på bara en viktig inlandsis - Grönlands Helheimglaciär - i vad de kallar ett "megasit" forskningsprojekt.
"Studier som denna där vi har en stark tvärvetenskaplig grupp som tittar på en specifik plats, Jag tror att det är ett bra sätt att driva förståelse framåt, " Sa Stearns. "Det är klart att vi inte kommer att kunna placera instrument i varje fjord på Grönland. Så, vi kom på idén att ha en eller två megasajter där vi verkligen kastar alla våra resurser på ett system för att försöka ta reda på vilka viktiga mätningar vi behöver och vad vi inte behöver."
Stearns, som tidigare har tjänat pengar från Heising-Simons Foundation, kunde utforma forskningsprojektet och välja samarbetspartners. Hon sa att det är särskilt viktigt, till exempel, att glaciologer samarbetar med atmosfärsforskare.
"Atmosfären förändras och havet förändras på tidsskalor som vi inte helt förstår, " sa Stearns. "Så, vi behöver verkligen människor som är experter på att arbeta med atmosfärisk data och köra modeller. Vi behöver deras synvinkel. De kanske säger, 'Åh, du vet att svaret på glaciären var annorlunda i år – men det kanske beror på att det var en varm december eller att det regnar mycket i oktober, vad den signalen än är. För mig att försöka göra det skulle vara väldigt grovt. Vi behöver människor som förstår de enskilda processerna och hur de kan kopplas till glaciären. Om atmosfären är varmare eller fuktigare eller torrare, som kommer att påverka hur glaciären flyter säsongsmässigt eftersom en del av det vattnet kommer till botten av glaciären och får det att snabba upp, men vi känner inte riktigt till den korrelationen så väl."
Eftersom Helheimglaciären förlorar is i hög hastighet och bidrar till havsnivåhöjningen, Stearns sa att det förtjänar en vetenskaplig full domstolspress för att förstå dess mekanismer. Men utöver det, hon hoppades att förstå aspekterna av isförlusten vid Helheims ändstation också kunde kasta ljus över krympande glaciärer på andra håll på Grönland och runt om i världen.
"Det är en komplicerad glaciär - och det har sina fördelar och sina nackdelar, " sa hon. "Det är viktigt eftersom det släpper ut mycket, och det förändras mycket. När vi oroar oss för att glaciärer ska förändras och få havsnivån att stiga, detta är en av de stora som bidrar med en stor andel till haven. Så, hur det beter sig spelar roll. I det avseendet, vi vill inte åka till en glaciär som inte förändras eller gör något väsentligt, eftersom det kanske är för enkelt och vi kanske missar något. Det är möjligt att Helheim är så komplicerat att det vi lär oss inte direkt översätts till andra system. Men jag tror att det mesta av det vi lär oss jämför mycket bra."
Teammedlemmar reser i grupper till Grönland tillsammans, men olika arbeten kommer att ske vid olika tidpunkter på året.
"Det är svårt att arbeta där om du inte har varit där förut, " sa Stearns. "Du behöver liksom den där bakgrundsinformationen, så några av oss försöker överlappa logistiken så mycket vi kan. En del av projekten måste finnas där vid vissa tider på året, t.ex. CReSIS-teamet måste gå innan det smälter eftersom radarn klarar sig bättre när det inte finns något vatten på ytan. Men atmosfären som folk vill gå senare, och havets människor vill åka senare på grund av havsisförhållandena. Vi är inne på det nu, reda ut logistiken. Men det är trevligt att vi kan dela stöd där vi kan."
Stearns sa att Heising-Simons Foundation avsatte ytterligare medel för att gynna ursprungsbefolkningen på Grönland som bor nära glaciären.
"De vill ha fokus på att ge tillbaka till det grönländska samhället som ligger nära Helheim, och de ville ha något specifikt ägnat åt att hjälpa dem, ", sa hon. "Vi föreslog att vi skulle sätta in fler tidsförloppskameror i fjordarna de kanske jagar i eller reser i. Det finns många små byar på olika öar. Så, Att sätta kameror på havsisen så att de kunde få en bättre uppfattning om hur isförhållandena är innan de reser för att jaga eller se familjemedlemmar kan hjälpa. Jag är exalterad över det fokuset på att ge tillbaka till samhället."
För hennes del, Stearns kommer att bidra till projektet genom att studera var Helheimglaciären kalvar till isberg i utkanten av is och hav.
Hennes medarbetare i megasiteprojektet vid Helheimglaciären är Sridhar Anandakrishnan från Pennsylvania State University, vem kommer att undersöka mekaniken för att spricka is; Douglas Brinkerhoff vid University of Montana, vem kommer att syntetisera och analysera data som samlats in vid glaciären; Mathieu Morlighem från University of California i Irvine, vem kommer att utveckla numeriska modeller av inlandsisen; Luca Centurioni från Scripps Institute of Oceanography, vem kommer att övervaka mätningar vid isterminalen; Fiamma Straneo från Scripps Institute of Oceanography, vem kommer att spåra variationen i fjordegenskaper; Emily Shroyer från Oregon State University, vem ska modellera fjorden; Sarah Das från Woods Hole Oceanographic Institute, vem kommer att forska om atmosfärsrekordet; Marco Tedesco från Lamont Doherty Earth Observatory, som kommer att undersöka atmosfäriska drivkrafter och ythydrologi och även hantera data.
"Jag är bara väldigt exalterad över att vara en del av det här tvärvetenskapliga teamet och verkligen ha möjligheten att fokusera på frågans bredd, " Stearns sa. "Vi är ofta typ av duvhål i att bara titta på en del av det i vårt arbete. Så, det är trevligt att få möjlighet att fokusera på de saker som vi tycker är viktiga."