En ny studie som ger en global uppskattning av stentäcket på jordens glaciärer har avslöjat att vidderna av stenskräp på glaciärer, en faktor som har ignorerats i modeller av glaciärsmältning och havsnivåhöjning, kan vara betydande.

Northumbria University-studien, som har publicerats i Naturgeovetenskap Denna vecka, är den första att manuellt verifiera bergskräpets täckning på alla jordens glaciärer.

När glaciärerna krymper, deras omgivande bergssluttningar blir blottade och eroderat stenavfall glider ner och samlas på glaciärytor. Detta skräp bildar ett skyddande lager som kan vara många meter tjockt, minska hastigheten med vilken isen nedanför smälter. Även om effekterna av detta skyddshölje är kända, det har aldrig kartlagts noggrant förrän nu, och har därför inte inkluderats i globala glaciärmodeller.

Förutom att avslöja var stenskräp finns på jordens glaciärer, forskarna hittade och korrigerade också nyckelfel i Randolph Glacier Inventory – en global inventering av glaciärkonturer som hundratals studier är baserade på.

Med hjälp av Landsat-bilder, forskargruppen från Northumbria Universitys institution för geografi och miljövetenskap och det schweiziska federala forskningsinstitutet WSL tillbringade tre år med att noggrant undersöka och manuellt verifiera mer än 923, 000 kvadratkilometer glaciär över hela världen.

Övningen gjorde det möjligt för dem att analysera skräpetäcket på en global-, regional-, samt individuell glaciärskala och skapade världens första baslinjedataset av glaciärer i deras nuvarande tillstånd.

De hittade mer än 29, 000 kvadratkilometer av världens bergsglaciärområde är täckt av stenskräp – ett område som motsvarar nästan 500 Manhattanöarna.

Huvudforskaren Sam Herreid genomförde studien för sin Ph.D. vid Northumbria University och tros nu vara den enda personen som har undersökt varje glaciär på jorden, manuellt korrigera Randolph Glacier Inventory och få en nivå av konsistens som aldrig tidigare har funnits i en global glaciärdatauppsättning.

Han förklarade:"Strukturen av skräplocket på varje glaciär är unik och klimatkänslig, men tills nu, globala glaciärmodeller har utelämnat skräpetäckning från sina prognoser om hur glaciärer reagerar på ett förändrat klimat.

"Vi vet nu att skräpetäckning finns på nästan hälften av jordens glaciärer, där 7,3 % av världens totala bergsglaciärområde är skräp täckt.

"När vi betänker att mycket av det här skräplocket finns vid ändstationen, eller tå, av en glaciär där smältan vanligtvis skulle vara som högst, denna procentandel blir särskilt viktig med avseende på att förutsäga framtida vattenresurser och havsnivåhöjning."

Studien avslöjade också fel inom Randolph Glacier Inventory, hitta en felfrekvens på 3,3 %. Ett av deras fynd visade att 10, 000 kvadratkilometer av kartlagt glaciärområde var faktiskt inte glaciär, utan snarare berggrund eller vegeterad mark som antingen var felaktigt kartlagd tidigare eller glaciärområde som sedan smält bort.

Detta, kombinerat med smältminskningen från skräp som isolerar isen nedanför, betyder att alla tidigare globala glaciärmodeller baserade på inventeringen sannolikt har överskattat den verkliga volymen av glaciärsmältan, avrinning och efterföljande bidrag till den globala havsnivåhöjningen.

De beskrev de 10,6 % av glaciärområdet som kräver ett uppdaterat tillvägagångssätt för att uppskatta smältan som "en alarmerande hög siffra" och sa att deras arbete ger en viktig datauppsättning för att revidera, och troligen sänkning, glaciärens bidrag till havsnivåhöjningen.

Teamet tog också fram ett sätt att analysera hur världens skräptäckta glaciärer kommer att utvecklas under de kommande århundradena.

Genom att jämföra de många tillstånden av glaciärer som finns på jorden idag, från de som anses vara "unga" och isiga på Grönland, till "gammalt" och klipptäckt i Himalaya, de kunde sätta ihop en konceptuell tidslinje som de tror beskriver hur en glaciär kan utvecklas i framtiden.

Deras tidslinje avslöjar att många glaciärer ligger i den äldre änden av spektrumet och därför kan anses vara på tillbakagång.

Medförfattare Francesca Pellicciotti från det schweiziska federala forskningsinstitutet WSL och en docent vid Northumbria University, förklarade:"De övre nivåerna av glaciärerna samlar ständigt snö och kommer alltid att vara skräpfria, så vi tittade bara på de lägre nivåerna av glaciärer som är där stenskräp kan samlas.

"Is smälter och rinner bort som vatten, men det gör inte stenarna, och ackumuleras på ytan. Förändringar i hastigheten för bergerosion samt glaciärförändringar i ett värmande klimat kommer att påverka storleken och formen på bergskiktet vid ytan av en glaciär vid en viss tidpunkt.

"Även om vi inte kan säga exakt vilket år en glaciär kommer att utvecklas till ett visst tillstånd, säga, ett tillstånd där det nästan helt är täckt av stenar, vi kunde placera varje glaciär på en konceptuell tidslinje och lära oss ungefär hur långt längs denna linje varje glaciär är för att bli nästan helt täckt av stenar.

Hon tillade:"Vi fann att huvuddelen av glaciärer som har ett skräpskydd idag är bortom ett topptillstånd för skräptäckbildning och trendar närmare de "gamla" Himalaya-glaciärerna som kanske inte finns kvar mycket längre.

"Ur ett klimatförändringsperspektiv är detta ytterligare en indikation på hur mycket ett uppvärmande klimat har på jordens glaciärer. vi har nu ett riktmärke för skräpetäckning för alla jordens glaciärer och nya verktyg för att övervaka och förutsäga hastigheten på förändringar kopplade till ett värmande klimat."

Studien, "Tillståndet för stenavfall som täcker jordens glaciärer, " finns nu tillgänglig i Naturgeovetenskap .