Glaciärer har huggit några av jordens vackraste landskap genom att branta och fördjupa dalar genom erosion. Tänk på det skotska höglandet, Yosemite National Park i USA, eller de norska fjordarna. Men stora frågor kvarstår om hur glacial erosion fungerar.

Ett problem för forskare som försöker förstå hur glaciärer påverkar landskapet är att processerna för glacial erosion är mycket komplexa och inte helt förstådda. För det mesta beror det på att dessa processer sker under tiotals, hundratals eller till och med tusentals meter is – vi kan helt enkelt inte observera dem.

Ett mysterium är varför glaciärer eroderar i olika takt. Vissa glaciärer kan bara ta bort en hårsmån av berggrunden varje år. Andra skär ner flera centimeter per år, producerar enorma mängder sediment som sköljs in i smältvattenströmmar, sjöar eller havet.

Att veta vad som styr glaciärerosion är viktigt eftersom det hjälper oss att hantera mänsklig aktivitet i miljöer med aktiva glaciärer. Till exempel, Vattenkraftsystem kan bli tillslammade av sedimentet som spottas ut från glaciärer till smältvattenströmmar. Lika, säker nedgrävning av radioaktivt avfall i länder som Finland, Sverige och Schweiz måste överväga möjligheten att glaciärer kan växa fram i framtiden och gräva ut sådant avfall.

På geologiska tidsskalor, glacial erosion påverkar till och med klimatet eftersom de små bitarna av grundsten som genereras av glaciärer är mer mottagliga för kemisk vittring. Kemiska reaktioner mellan glaciala sediment och luft tar bort CO₂ från atmosfären, vilket leder till kylning.

Glaciärens hastighet

Vår senaste forskning visar att hastigheten med vilken glaciärer rör sig, och klimatet där glaciärer finns, kontrollera hur snabbt de skär ner i berggrunden. Vi pratar ofta om saker som rör sig i en glacial takt om de är långsamma, men faktiskt glaciärer kan vara relativt snabba. Vissa, som Meserve Glacier i Antarktis, kommer knappt att röra sig alls varje år, men andra, som Jakobshavn Isbrae på Grönland, kommer att röra sig så mycket som 40m om dagen.

Denna enorma variation i hastighet kan förklara enorma skillnader i erosion. Detta är vettigt - ju snabbare glaciären rör sig, ju mer den drar partiklar över berggrunden nedanför, bära och slita bort den. Men hittills har det funnits väldigt lite bevis för detta.

Vår studie har gett bevis, visar en stark korrelation mellan glidhastighet och erosionshastighet för många glaciärer. Detta indikerar att hastighet är en bra prediktor för hur mycket erosion en glaciär kan orsaka.

Men sedan är det en större fråga om det finns något ännu mer fundamentalt som styr glaciärens hastighet och erosion.

Ny forskning tydde på att temperaturen var den underliggande faktorn. Vissa glaciärer (som på Island eller Alaska) är faktiskt ganska varma, med temperaturer som svävar runt frys-/smältpunkten. Andra (säg, i Antarktis) kan ha temperaturer flera tiotals grader under fryspunkten. Om en glaciär är frusen till berggrunden kommer den inte att glida någonstans och kan inte orsaka mycket erosion. Omvänt, om det kan glida fritt över berget kommer det att orsaka mycket erosion.

Klimatets roll

Tills nu, ingen hade tittat på den andra riktigt viktiga aspekten av klimatet – nederbörd – och dess inverkan på erosion. Vi samlade information från glaciärer runt om i världen och visade att de mest erosiva glaciärerna är de som är i relativt varma klimat med mycket snöfall som Alaska. Glaciärer i kallare klimat med knappt något snöfall, som Antarktis, orsaka mycket liten erosion.

Denna koppling mellan klimat och glacial erosion har långvariga effekter. Ta Skottland – ett land med spektakulära, men kontrasterande, landskap som har ristats av flera inlandsisar och glaciärer under de senaste två miljoner åren. I väster ligger det skotska höglandet med djupa och breda glaciärristade dalar, som Glen Coe. I öst, det finns Cairngorms, med en bred, höghöjdsplatå som uppvisar mindre erosion. Glaciärerna som skulpterade dessa landskap upplevde förmodligen olika klimat.

I dag, västra Skottland är blötare eftersom de flesta av Storbritanniens vädersystem kommer in från väster. I öst, det är mycket torrare (och soligare). Vid istider, glaciärerna i väster kan ha upplevt ett mildare klimat och högre snöfall. Så dessa glaciärer var mer dynamiska, snabbare, och kunde skära de vackra dalarna som vi ser idag.

I Cairngorms, det skulle ha varit mycket kallare och torrare, så istäcket var mindre kapabelt att skära djupa dalar. På många sätt, Skottland har glaciärer att tacka för sin skönhet, varierande klimat och erosion.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.