Nya insikter om erosion av berggrunden från glaciärer runt om i världen kommer att hjälpa till att identifiera bättre platser för säker lagring av kärnavfall, enligt forskare.

En ny analys av globala glaciärerosionshastigheter och flödeshastigheter av forskare vid University of Sheffield, University of Dundee och Keele University har kullkastat tidigare rön om kopplingen mellan glacial flöde och erosionshastigheter.

Publicerad i Naturkommunikation i dag, fynden bekräftar betydelsen av glaciärens flödeshastighet för att bestämma hastigheten för glaciärerosion. Men i ett oväntat resultat, forskarna visar att ökningen av erosionshastigheten med glaciärens flödeshastighet sker mycket långsammare än man tidigare trott.

Dr Darrel Swift, en medlem av Energy Institute vid University of Sheffield, sa:"När glaciärerna flyter nedför, de glider över berggrunden under, vilket gör att berggrunden eroderas. Denna analys visar att en glaciär som flyter dubbelt så snabbt som sin granne inte nödvändigtvis producerar dubbelt så hög berggrundserosion.

"Detta kan bero på att när glaciärens flödeshastighet ökar, utrymmen mellan isen och bädden bildas i lä av berggrundsbulor. Detta innebär att basen av glaciären börjar separera från, eller tappa kontakten med, sängen.

"Denna effekt har föreslagits av vissa för att öka erosionshastigheten, eftersom det ökar spänningen som utsätts för att glida is på de få bergklumpar som förblir i kontakt med glaciärens bas. Dock, det är fullt möjligt att denna effekt förnekas av det faktum att mindre och mindre av bädden är i kontakt med glidande is."

För första gången, analysen visar också den tydliga betydelsen av lokal temperatur och nederbörd för att bestämma glaciala erosionshastigheter på global skala.

Dr Swift förklarade:"Hastigheten på glaciärens flöde är viktig eftersom detta dikterar hur snabbt isen vid glaciärens bas glider över berggrunden under.

"Men en glaciär måste också hålla sin bädd ren. Detta beror på att sediment som produceras av erosion kan ansamlas vid glaciärbädden, och ackumuleringen av ett tjockt sedimentlager skulle så småningom bromsa erosionshastigheten. Varmare och blötare miljöer kan hjälpa glaciärer att tvätta sina bäddar eftersom glaciärsmältningen sannolikt kommer att vara rikligare, och detta betyder att glidande is kommer att hålla närmare kontakt med berggrunden."

Fynden hjälper till att förklara mönster av glacial erosion producerad av glaciärer och större inlandsisar eller inlandsisar, som är ansvariga för att skapa spektakulära alpina landskap – och som också har konsekvenser för säker långtidsförvaring av farligt kärnavfall.

Dr Swift, som har givit råd till organisationer som ansvarar för lokalisering och utveckling av djupa geologiska anläggningar för kärnavfallsförvaring, sa:"För många länder, underjordisk lagring av farligt kärnavfall i en djup geologisk anläggning är den accepterade säkraste lösningen. Organisationer som ansvarar för att hitta lämpliga platser för dessa anläggningar, och för att utforma den nödvändiga underjordiska infrastrukturen, måste säkerställa att framtida glacial erosion inte kommer att negativt påverka anläggningens integritet.

"Avancerad is under framtida glaciala perioder kan under många hundra tusen år, ta bort många hundra meter berggrund. Detta skulle sannolikt påverka miljön i slutförvaringsanläggningen under, där kärnavfall kan förbli farligt i över 100, 000 år.

"I många länder, I övrigt är idealiska platser för utveckling av djupa geologiska slutförvaringsanläggningar i områden som tidigare varit täckta av is. Detta betyder att dessa platser sannolikt kommer att uppleva glaciation, och glacial erosion, i framtiden."