Med data från en expedition 2016, forskare som stöds av NASA belyser mer komplexa processer under Grönlands isark som styr hur snabbt glaciärerna glider mot havet och bidrar till havsnivåhöjning.

På ytan av inlandsisen, bottenlösa sjunkhål som kallas moulins kan leda smältvatten in i isbotten. När vattnet når inlandsisens underliggande bädd, det kan få isen att lossna något och flöda snabbare.

Glaciärer som glider snabbare kan så småningom leda till att isen smälter lite snabbare än förväntat, ökar också mängden is som kalvats ut i havet. Med en stor yta ungefär lika stor som Mexiko, Grönlands smältande is är den största bidragsgivaren till global havsnivåhöjning.

I en ny studie, publicerad i Geofysiska forskningsbrev , författarna drog slutsatsen att den enda viktiga faktorn som påverkade hastigheten på en glidande glaciär i sydvästra Grönland var hur snabbt vattentrycket förändrades i håligheter vid isens bas där smältvatten mötte berggrunden.

"Även om hålrummen är små, så länge trycket ökar väldigt snabbt, de kommer att få isen att glida snabbare, "sa Dr Laurence C. Smith, en professor i miljöstudier och jorden, miljö, och planetvetenskap vid Brown University i Providence, Rhode Island.

Det är första gången observationer direkt från fältforskning visar hur förändringar i vattenvolymen under Grönlands isblad driver flödeshastigheterna på en glaciär.

Fynden motsäger en långvarig uppfattning om isglidningshastigheter och vatten lagrat under en glaciär som kallas steady-state basal glidlag, vilket har hjälpt forskare att förutsäga hur snabbt isark kommer att glida baserat på den totala volymen vatten under isen.

Dr Lauren Andrews, en glaciolog vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, gillar att förklara samspelet mellan ytsmältvatten, basal is, och berggrunden, som däck som glider mycket snabbt på en våt väg på grund av vattenplaning.

"Om du har en snabb störning av vatten som kommer in i det subglaciala systemet, du överväldigar systemet, och så skapar du i huvudsak ett vattenlager vid gränssnittet som inte längre finns i kanaler eller hålrum, Sa Andrews.

Det är inte den faktiska volymen i vatten som driver ishastigheten, hon förklarade, men hastigheten med vilken den byggs upp vid ett berggränsgränssnitt. För långsamma vattenökningar har subglacialsystemet tid att utvecklas för att rymma samma mängd vatten.

Tills nyligen, bristen på data direkt från marken hade gjort det svårt för forskare att undersöka interaktioner som påskyndar glaciärer i Grönland. En av de knepigaste aspekterna som hindrar forskare från att fullt ut förstå isgliddynamik är behovet av att para mätningar av flödet av smältvatten till en glaciär med observationer av isens rörelse vid ytan.

Forskargruppen slog läger på Russell Glacier nära Kangerlussuaq, Grönland, och studerade en glacial flod uppkallad för att hedra den sena NASA -forskaren Alberto Behar. Genom att jämföra GPS -mätningar av isens rörelse vid ytan med mängden smältvatten som släpps ut i en vertikal axel i glaciären, känd som en moulin, samt smältvatten som lämnar glaciärens kant, laget identifierade förändringar i vatten lagrat under isen som motsvarade små accelerationer i isen vid ytan. Tidigare forskning om små alpina glaciärer vägledde utformningen av studien.

"Det finns inte ett direkt en-till-ett-förhållande mellan smältningen på toppen och smältvattnet som lämnar isen eftersom vattnet går igenom godhet vet vad som finns nedanför, "Sa Smith.

De nya resultaten kommer att vara värdefulla för satelliter som det kommande NISAR -satellituppdraget, ett gemensamt jordobservationsuppdrag mellan NASA och Indian Space Research Organization (ISRO), som mäter förändringar i isytans hastighet med en aldrig tidigare skådad upplösning för hela Grönlands och Antarktis isark, sa Thorsten Markus, Cryospheric Science programchef på NASA. Beräknas starta tidigast 2022, NISAR kan också möjliggöra ytterligare studier av isytans hastigheter vid mycket större skalor.

Så småningom, Att kombinera satellitobservationer med data som erhållits från marken kan hjälpa forskare när de överväger att justera sina modeller för att representera hydrologin vid isens bas mer exakt.

Att integrera ny data i modeller är en gradvis process, men Smith hoppas att de nya resultaten kan förbättra hur klimatmodeller förutsäger takten för framtida havsnivåhöjning från Grönlands is inför klimatförändringar.

"De enda verktygen vi har för att förutsäga framtiden är modeller, "Smith sa." Vi har fjärranalys, och vi har fältkampanjer, så om vi kan använda båda för att förbättra vår modelleringskapacitet, vi kommer bättre att kunna anpassa och mildra havsnivåhöjningar och klimatförändringar. "

Fältarbetet är ett av många projekt som NASA har stött under de senaste två decennierna för att tolka satellitobservationer och studera Grönlands isark med hjälp av lokala fältdata.