Forskare har för första gången fångat födelsen av en höghastighets-is på toppen av en rysk glaciär.

I en avlägsen skärgård i det ryska Arktis, Vavilov Ice Cap hade rört sig i en glaciär takt i årtionden. Sedan, under 2013, det började plötsligt spy ut is i havet, flödar i vad forskare kallar en glaciärvåg. Men en ny studie tyder på att denna ökning nu har blivit något helt annat.

Författarna till den nya studien publicerad i AGU-tidskriften Geofysiska forskningsbrev har dokumenterat vad de tror är den första observationen av en övergång från en glacial våg till ett mer långvarigt flöde som kallas en isström. Se en video av isströmmen här.

Isströmmar och glaciala vågor ansågs vara separata fenomen som drivs av olika mekanismer. Men om författarna till den nya studien har rätt, glaciala vågor kan istället vara ett tidigt skede av en isström. Om svallande is kan bilda en isström på en glaciär som Vavilov, då kan andra inlandsisar också uppleva liknande snabba isförluster, sade Whyjay Zheng, en doktorsexamen kandidat vid Cornell University och huvudförfattare till den nya studien.

"Om det är sant, vi måste förmodligen revidera våra förutsägelser för effekterna av den globala havsnivåhöjningen i framtiden, " han sa.

Från det att ökningen i Vavilov började 2013 fram till våren 2019, inlandsisen förlorade 9,5 miljarder ton is, eller 11 procent av ismassan i hela glaciärbassängen.

Isströmmar har tidigare dokumenterats på Grönland och Antarktis, där isskikten tenderar att vara större och deras flöde mindre begränsat av berggrundens egenskaper. Att se en isström i en mindre inlandsis som Vavilov skulle vara ovanligt och kanske aldrig tidigare skådat, enligt studiens författare. Och så vitt forskarna vet, ingen har sett en bildas.

"Om du tittar på satellitbilderna, det verkar som att hela inlandsisens västra flygel bara dumpar i havet, " sa Zheng. "Ingen har någonsin sett det här förut."

En glaciär i övergång

Zheng och andra forskare vid Cornell hade övervakat satellitbilder av detta område sedan 2015, dokumentera isens höjdförändring i en separat studie. Efter den första isvågen, Zheng sa, de bestämde sig för att hålla ett öga på hur inlandsisen förändrades över tiden.

När forskarna analyserade satellitbilderna för att se hur ökningen hade fortskridit, de fann att Vavilov fortfarande höll på att kollapsa. Men till 2017, hur det kollapsade hade förändrats.

Från 2013 till 2016, Vavilov-isen flödade i vad som verkade vara en typisk glaciärvåg. Is vid glaciärkanten där det mötte Arktiska havet buktade utåt i en bred fläktform, susar framåt i cirka 10 kilometer med en maximal hastighet av 26 meter per dag.

Sedan, under 2017, isfläkten slutade gå fram. Istället, mörka ränder syntes på satellitbilderna, vilket tyder på sprickor som hade bildats vid kanterna av den fortfarande snabbflytande isen.

Glacialspänningar transporterar massiva ismängder på kort tid, vanligtvis några månader till flera år. Å andra sidan, isströmmar kan hålla en konstant, snabbt flöde i årtionden till århundraden.

En isström kännetecknas av sitt långvariga flöde, men också av drag som kallas skjuvkanter som bildas vid kanterna av den strömmande isen. När studiens författare såg dessa mörka ränder, Zheng sa, "Vi trodde, Wow, det här liknar helt en isström. "

Detta var den första ledtråden att vad forskarna såg var en isström som bildades från den första glacialflödet. För att hitta ytterligare bevis, studiens författare använde satellitdata för att beräkna glaciärens höjdförändring och hastighet över tiden.

Författarna fann att efter övergångsperioden 2017, formen på glaciärens flöde liknade en isström, indikeras av dess svaga lutning och smala bredd. Placeringen av den snabbast strömmande isen ändrades också efter 2017, med den maximala hastigheten förskjutning från den övre delen av glaciären (typiskt för en våg) till slutpunkten, eller ändpunkt, av glaciären (typiskt för en bäck).

En tidsfråga

Inte mycket är känt om bildandet och beteendet hos isströmmar. På grund av deras avlägsna platser, långtidsobservationer av isströmmar är få, enligt författarna till den nya studien. Även om vi vet att isströmmar tenderar att pågå under lång tid - årtionden till hundratals år - vet ingen den genomsnittliga livslängden för dessa glaciärer.

Denis Felikson, en kryosfärisk forskare vid NASA Goddard Space Flight Center som inte var involverad i forskningen, sa att det kommer att bli intressant att titta på Vavilov under de kommande åren för att se om isflödet varar tillräckligt länge för att klassificeras som en isström. Men, han sa, han tror att den nya studien visar starka bevis för en övergång från en isström till en isström.

"Det är verkligen spännande att de hittade det här och dokumenterar det, eftersom vi har mycket begränsad förståelse för hur dessa glaciärbeteenden fungerar, " sa Felikson. "Det finns några teorier om hur isströmmar bildas, men att faktiskt observera möjligheten att det händer är unikt och spännande."