Forskare har upptäckt vad de säger är sedimenten från en enorm gammal sjöbädd som är förseglad mer än en mil under isen på nordvästra Grönland - den första upptäckten någonsin av en sådan sub-glacial funktion någonstans i världen. Uppenbarligen bildades vid en tidpunkt då området var isfritt men nu helt fruset i, sjöbädden kan vara hundratusentals eller miljoner år gammal, och innehåller unika fossila och kemiska spår av tidigare klimat och liv. Forskare anser att sådana data är avgörande för att förstå vad Grönlands inlandsis kan göra under kommande år när klimatet värms upp, och därmed gör platsen ett lockande mål för borrning. En tidning som beskriver upptäckten är under press i tidningen Earth and Planetary Science Letters .

"Detta kan vara ett viktigt arkiv med information, i ett landskap som just nu är helt dolt och otillgängligt, sa Guy Paxman, en postdoktor vid Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory och huvudförfattare till rapporten. "Vi jobbar på att försöka förstå hur Grönlands istäcke har betett sig tidigare. Det är viktigt om vi vill förstå hur det kommer att bete sig under kommande decennier." Inlandsisen, som har smält i en accelererande takt de senaste åren, innehåller tillräckligt med vatten för att höja den globala havsnivån med cirka 24 fot.

Forskarna kartlade sjöbädden genom att analysera data från luftburna geofysiska instrument som kan läsa signaler som penetrerar isen och ge bilder av de geologiska strukturerna nedan. De flesta data kom från flygplan som flög på låg höjd över inlandsisen som en del av NASA:s Operation IceBridge.

Teamet säger att bassängen en gång var värd för en sjö som täckte cirka 7, 100 kvadratkilometer (2, 700 kvadratkilometer), ungefär lika stor som de amerikanska delstaterna Delaware och Rhode Island tillsammans. Sediment i bassängen, vagt formad som en köttklyver, verkar sträcka sig så mycket som 1,2 kilometer (tre fjärdedelar av en mil) tjock. De geofysiska bilderna visar ett nätverk av minst 18 uppenbara engångsbäckbäddar uthuggna i den angränsande berggrunden i en sluttande brant i norr som måste ha matat sjön. Bilderna visar också minst en skenbar utloppsström söderut. Forskarna beräknar att vattendjupet i engångssjön varierade från cirka 50 meter till 250 meter (högst cirka 800 fot).

På senare år har forskare har hittat befintliga subglaciala sjöar på både Grönland och Antarktis, innehållande flytande vatten inklämt i isen, eller mellan berggrund och is. Det här är första gången någon har sett en fossil sjöbädd, uppenbarligen bildades när det inte fanns någon is, och sedan täckt över och fryst på plats. Det finns inga bevis för att Grönlandsbassängen innehåller flytande vatten idag.

Paxman säger att det inte finns något sätt att säga hur gammal sjöbädden är. Forskare säger att det är troligt att is periodvis har avancerat och dragit sig tillbaka över stora delar av Grönland under de senaste 10 miljoner åren, och kanske går tillbaka så långt som 30 miljoner år. En studie från 2016 ledd av Lamont-Doherty geokemist Joerg Schaefer har föreslagit att det mesta av Grönlands is kan ha smält under en eller flera längre perioder någon gång under de senaste miljon åren eller så, men detaljerna i det är skissartade. Detta specifika område kunde ha täckts och avslöjats upprepade gånger, Paxman sa, lämnar ett brett utbud av möjligheter för sjöns historia. Hur som helst, Paxman säger, det betydande djupet av sedimenten i bassängen tyder på att de måste ha byggts upp under isfria tider under hundratusentals eller miljoner år.

"Om vi ​​kunde komma åt de där sedimenten, de kunde berätta för oss när isen var närvarande eller frånvarande, " han sa.

Forskarna sammanställde en detaljerad bild av sjöbassängen och dess omgivningar genom att analysera radar, gravitations- och magnetiska data som samlats in av NASA. Ispenetrerande radar gav en grundläggande topografisk karta över jordens yta som ligger under isen. Detta avslöjade konturerna av det släta, lågt liggande bassäng, inbäddat bland högre höjder. Tyngdkraftsmätningar visade att materialet i bassängen är mindre tätt än det omgivande hårda, metamorfa bergarter – bevis på att den är sammansatt av sediment som sköljs in från sidorna. Mätningar av magnetism (sediment är mindre magnetiska än fast berg) hjälpte laget att kartlägga sedimentens djup.

Forskarna säger att bassängen kan ha bildats längs en nu länge vilande förkastningslinje, när berggrunden sträckte ut sig och bildade en låg fläck. Alternativt men mindre troligt, tidigare istider kan ha skurit ut depressionen, lämnar den att fyllas med vatten när isen drog sig tillbaka.

Vad sedimenten kan innehålla är ett mysterium. Material som tvättats ut från inlandsisens kanter har visat sig innehålla rester av pollen och annat material, antyder att Grönland kan ha genomgått varma perioder under de senaste miljoner åren, låta växter och kanske till och med skogar få fäste. Men bevisen är inte avgörande, dels för att det är svårt att datera sådana lösa material. Den nyupptäckta sjöbädden, i kontrast, skulle kunna tillhandahålla ett intakt arkiv av fossiler och kemiska signaler från ett hittills okänt avlägset förflutet.

Bassängen "kan därför vara en viktig plats för framtida underisborrning och återhämtning av sedimentposter som kan ge värdefulla insikter om glacialen, klimatologiska och miljömässiga historia" i regionen, skriver forskarna. Med toppen av sedimenten liggande 1,8 kilometer under den nuvarande isytan (1,1 miles), sådan borrning skulle vara skrämmande, men inte omöjligt. På 1990-talet forskare trängde nästan två mil in i toppen av Grönlands inlandsis och återfann flera fot berggrund - vid den tiden, den djupaste iskärnan som någonsin borrats. bedriften, som tog fem år, har sedan dess inte upprepats på Grönland, men ett nytt projekt som syftar till att nå grundare berggrund i en annan del av nordvästra Grönland planeras för de närmaste åren.

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.