Forskare kan ha löst ett 25-årigt pussel om det mystiska beteendet hos vissa glaciärer i High Mountain Asia. I större delen av denna region, de krymper; men i nordväst, de växer.

High Mountain Asia inkluderar områden som sträcker sig över Afghanistans gränser, Bhutan, Nepal, Indien, Kina och Pakistan. Hastigheten för glaciärsmältningen har fördubblats här under de senaste 20 åren – förutom glaciärerna i Karakoram- och Kunlun-områdena där, sedan 1990-talet, de har varit stabila eller till och med växt.

Vissa forskare har tillskrivit konstigheten till en kall vindvirvel som sitter över dessa glaciärer, men professor Walter Immerzeel, en bergshydrolog vid Utrecht University i Nederländerna, undrade om det kan ha att göra med jordbruk på slätterna nedanför. Det var en gång öken, men bönder har förändrat denna region, känd som Tarim Basin, till grön jordbruksmark genom att tappa grundvatten för bevattning.

Som en del av ett projekt kallat CAT, Prof. Immerzeels team byggde en modell av det lokala klimatet som har visat att detta grundvatten, absorberas av grödor, avdunstar sedan från deras löv för att skapa fuktbelastad luft som, när den stiger, blockerar en del av solens strålning och faller sedan som snö ner på glaciärerna.

Även om ämnet fortfarande är en het debatt, Prof. Immerzeels arbete illustrerar den växande förståelsen om hur High Mountain Asia fungerar hydrologiskt, och hur den reagerar på klimatförändringarna.

Tredje största

Det är en oerhört viktig region att förstå, säger professor Francesca Pellicciotti, en glaciolog vid det schweiziska federala skogsinstitutet, Snö- och landskapsforskning. Den upprätthåller den tredje största ismassan i världen, efter Nord- och Sydpolen. Till skillnad från dem, dock, det är omgivet av tät befolkning, dess smältvatten tjänar, åtminstone delvis, sötvattensbehovet för 800 miljoner människor. Glaciärer buffertar vattnet, lagrar den som is under säsonger med hög nederbörd, och släpper ut den nedströms under torrperioden.

Det har skett en explosion av forskning under det senaste decenniet på grund av forskarnas stora okunnighet om regionen, säger prof. Immerzeel.

Som ett resultat, ett annat mysterium kan ha lösts.

Cirka en tredjedel av glaciärerna i regionen är täckta av stenar och stenar upp till en och en halv meter tjocka, säger prof. Immerzeel. Detta skräp skyddar isen nedanför från den häftiga solen, fördröja smältning och därmed ytterligare buffra systemet. Man trodde att dessa glaciärer också skulle vara bättre skyddade mot global uppvärmning.

Det var en chock, därför, under 2012, när ett team fann från satellitdata att dessa skräptäckta glaciärer tunnas ut i samma takt som rena glaciärer.

"Detta var en mycket kontroversiell tidning, " sa prof. Pellicciotti.

Eftersom påståendet var baserat på ganska grova satellitbilder var det viktigt att undersöka på marken. Detta är grovt arbete på otillgängliga platser på hög höjd, klättrar över utspridda stenar. "Det är nästan omöjligt att gå på dem och om du vill nå isen måste du först gräva igenom en halv meter skräp, ", sade prof. Immerzeel. "De traditionella teknikerna som används i Alperna fungerar inte här."

Deras två lag har ändå burit kit allt från gummijollar till borrutrustning upp 5, 000 meter till Langtang-glaciären i Nepal för att samla in data. Prof. Immerzeel har också använt drönare för att skapa detaljerade topografiska kartor.

Kartorna och markundersökningarna har avslöjat något satelliter inte kunde:skräpet är pockmarkerat med dammar, och klippor av is, som kan överföra solens strålning djupt inuti.

"I grunden kan de (kan) smälta upp till 30 gånger mer än andra områden (av glaciären). Vi kallar dem hotspots för smältning, " sa prof. Pellicciotti.

Hur dammarna bildas, och hur betydelsefulla de är i skala, är fortfarande okänd, och forskare behöver veta om de existerar över den stora delen av High Mountain Asia, och inte bara i Langtang. Så, i ett projekt som heter RAVEN, Prof. Pellicciotti letar nu efter dammar och isklippor på ytterligare tre platser tusentals kilometer från varandra.

Glaciärsmältning

Modeller kan behöva ändras men professor Pellicciotti tror att, övergripande, skräp förlänger glaciärsmältningen. Men separat arbete har hon gjort i Anderna, längs den västra kanten av Sydamerika, har avslöjat att när temperaturen stiger, sådana glaciärer kan nå en tipppunkt där skräpisoleringen misslyckas och glaciärer plötsligt smälter.

"Då går de bara, " Hon sa, eftersom de ligger på lägre höjder än rena isglaciärer.

En huvudvärk för Hydrologer i High Mountain Asia har varit deras oförmåga att redogöra för allt vatten. Mängder snö har oförklarligt försvunnit från systemet, säger prof. Immerzeel.

Hans team installerade ett avancerat instrument på en högbergsglaciär, kan göra snabba, upprepade registreringar av fuktnivåer och vindhastighet.

De upptäckte att det finns en perfekt uppsättning extrema förhållanden - hög torrhet, intensiv solstrålning och orkanstyrka vind – som uppmuntrar is att kringgå den normala processen att förvandlas till vatten. Istället förvandlas den direkt till ånga, en process som kallas sublimering. Och det var dit det saknade vattnet gick.

Ytterligare data från teamets väderstationer har lett till upptäckten att det är mycket mer nederbörd i högfjällen än vad som tidigare uppskattats.

Nedströms

När teamen smälter dessa upptäckter, de utvecklar en tydligare bild av effekterna nedströms.

Framtiden, tror prof. Immerzeel, kommer att bli turbulent. När glaciärerna drar sig tillbaka, mängden tillgängligt vatten kommer att öka tills det når "toppvatten" senare detta århundrade. Efter det här, vissa fruktar att regionen kommer att torka. Men prof. Immerzeel menar att de höga nederbördsnivåerna i bergen gör att det alltid kommer att finnas vatten.

"Trots vad som har sagts - att alla floder i Asien kommer att torka på grund av klimatförändringarna - jag tror inte att det kommer att vara fallet - kommer det att finnas ännu mer vatten tillgängligt.

"Det betyder inte att det inte är några problem, eftersom den största utmaningen är att hantera extremerna. Istället för en glaciär kommer det att finnas ett stenigt område och om regn faller på ett stenigt område är det nästan omedelbart en flod så ... det kommer att bli ett mycket snabbare och mer extremt system. Det är verkligen utmaningen för framtiden."

Prof Pellicciotti säger att det största problemet är bristen på förmåga att samordna ett svar.

"Det här är verkligen en explosiv situation. En förlust av is och massor av människor i samband med dåligt styre, fattigdom och redan existerande konflikter, migration och ifrågasatt territorium, " Hon sa, med hänvisning till till exempel tvisten mellan Indien och Pakistan om Kashmir-regionen och territoriella tvister mellan Nepal, Kina och Indien.

"Det är verkligen en mycket, mycket svår situation och glaciärer är buffertarna."