För första gången, forskare har lyckats med kontinuerlig övervakning av en subglacial utströmningsplym, ger en djupare förståelse av glaciär-fjordmiljön.

När havsslutande glaciärer smälter, sötvattnet från glaciären interagerar med havsvattnet för att bilda subglaciala utsläppsplymer, eller konvektiva vattenflöden. Dessa turbulenta plymer är kända för att påskynda smältningen och brytningen (kalvningen) av glaciärer, driva cirkulation och blandning i fjordskala, och skapa hotspots för födosök för fåglar. För närvarande, den vetenskapliga förståelsen av subglaciala plymers dynamik baserat på direkta mätningar är begränsad till isolerade fall.

Ett team av forskare som består av Hokkaido Universitys biträdande professor Evgeny A. Podolskiy och professor Shin Sugiyama, och University of Tokyos JSPS-postdoktor Dr. Naoya Kanna har banat väg för en metod för direkt och kontinuerlig övervakning av plymens dynamik. Deras resultat publicerades av Springer-Nature i tidskriften Kommunikation Jord &Miljö .

Sötvatten och marint vatten har mycket olika densitet på grund av de salter som är lösta i marint vatten. Som ett resultat av denna densitetskontrast, när smältvattnet – som kommer från glaciärens yta – rinner ner i sprickorna och dyker upp vid glaciärens bas, det börjar stiga upp vilket orsakar bildandet av subglaciala plymer. Den stigande plymen drar med sig näringsrika, varmare vatten från djupet som ytterligare smälter glaciärisen. I ljuset av effekterna av global uppvärmning och klimatförändringar, som har orsakat en massiv förlust av volymen av glaciärer, Att förstå hur plymer beter sig och utvecklas är avgörande för att förutsäga både glaciärens reträtt och fjordsvar.

Forskarna genomförde den hittills mest omfattande plymövervakningskampanjen vid Bowdoin-glaciären (Kangerluarsuup Sermia), Grönland. Det involverade en kedja av underjordiska sensorer som registrerade oceanografiska data direkt vid kalvningsfronten på olika djup. Ytterligare observationer gjordes av time-lapse-kameror, en seismometer, obemannade luftfordon, och etc. Denna datauppsättning med hög temporär upplösning utsattes sedan för en grundlig analys för att identifiera samband, mönster, och trender.

Studien visar att dynamiken i plymen och glaciärfjorden är mycket mer komplex än man tidigare trott. Det är intermittent till sin natur och påverkas av en mängd olika faktorer, som plötsliga skiktningsförändringar och dränering av marginella sjöar. Till exempel, forskarna observerade den abrupta subglaciala dräneringen av en isdämd sjö via plymen som hade en uttalad inverkan på dess dynamik och åtföljdes av en seismisk tremor som var flera timmar lång. De visar också att tidvatten kan påverka plymer, som inte har redovisats i tidigare studier av grönländska glaciärer. Dessutom, de tyder på att vinden behöver mer uppmärksamhet eftersom den också kan påverka strukturen hos de subglaciala plymerna.

Från deras resultat, forskarna drar slutsatsen att deras arbete är det första steget som gör det möjligt för forskare att övergå från en ögonblicksbild av en plym till en kontinuerligt uppdaterad bild. De identifierade processerna och deras roll i glaciärmiljöerna kommer att behöva förfinas i framtida studier genom modellering och nya observationer.