Strax före Jakobshavn Isbræ, en tidvattenglaciär på Grönland, kalvar massiva isbitar i havet, det sker en plötslig förändring i den slaskiga samlingen av isberg som flyter längs glaciärens slutpunkt, enligt ett nytt dokument som leds av Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) vid CU Boulder. Arbetet, publiceras i Naturgeovetenskap , visar att en avslappning i det tjocka aggregatet av isberg som flyter vid glaciär-havets gräns sker upp till en timme före kalvningshändelser. Detta fynd kan hjälpa forskare att bättre förstå framtida scenarier för höjning av havsnivån och kan också hjälpa dem att förutsäga när stora kalvningsepisoder är på väg att inträffa.

Under vintermånaderna, isberg och havsis samlas i fjorden framför Jakobshavn Isbræ, bildar en frusen plugg som förhindrar kalvning. Glaciären kan fortsätta att rinna ut i fjorden, intakt, och gå fram dussintals meter varje dag. Denna ansamling av isigt material, som forskare kallar ismélange, håller i sig in i sommaren, men dess hyllliknande struktur förlorar styvhet i den relativa värmen, och det beter sig mer som enskilda isberg som fastnar i fjorden. Tills nu, ingen studie har visat om denna typ av sensommarisblandning kan påverka kalvningen av isberg.

"Det krävs bara en liten ansträngning för att blandningen ska sträcka sig eller slappna av lite, och så det är inte längre en issylt, sa Ryan Cassotto, en forskare vid CIRES Earth Science and Observation Center och huvudförfattare till den nya studien.

För att förstå vad som hände under dessa kalvningshändelser, Cassotto och hans kollegor tog markbaserade radarinterferometrar till Grönland 2012 och satte upp dem i Jakobshavn Isbræs proglaciala fjord för att registrera isbergsinteraktioner var tredje minut. De fann att mellan kalvningshändelser, isberg inom isblandningen rörde sig samman, flyter nedför fjorden som singel, sammanhållen enhet.

Men rörelsen av enskilda isberg förändrades precis före var och en av de 14 kalvningshändelserna som de observerade – istället för att flyta som en enda, sammanhängande enhet, isblandningen slappnade av och isberg började röra sig oberoende av varandra.

"När isblandningen slappnar av, enskilda isberg börjar rotera runt, och när de börjar rotera runt, blandningen tappar sin struktur, " sa Cassotto. "Och när den tappar sin struktur, den förlorar sin förmåga att hindra kalvning."

För att förstå vad som hände med isbergen inom isblandningen under dessa händelser, forskarna använde en partikeldynamikmodell som simulerar enskilda isbergs rörelse. De fann att det bara behövdes en liten utvidgning av isblandningen längs fjorden för att utlösa oberoende rörelse av isbergen.

"Som en port till havet, isblandning kan ha en direkt inverkan på framtida förutsägelser om sälnivåhöjning, sa Justin Burton, docent i fysik vid Emory University och medförfattare till uppsatsen. "Vi har tillhandahållit det bästa, mest exakta data någonsin som visar de processer som leder fram till stora kalvningshändelser. Det hjälper oss att förstå krafterna som bestämmer hur mycket is som släpps ut i havet, och hur snabbt det händer."

Den exakta orsaken till sådana förändringar är ännu inte klarlagd, men förändringar i havsvatten, det subglaciala utsläppet av smältvatten, och vindar kan hjälpa till att förklara den plötsliga avslappningen av det tjocka aggregatet av isberg som trycker sig tillbaka mot glaciären.

Denna studie är den första som visar att en isblandning som är i stort sett fri från havsis kan styra tidpunkten för kalvning, sa Cassotto. Det är också den första studien där forskare kunde observera granulära skalförändringar i ett material i den naturliga miljön.

"De flesta studier av granulära material utförs i laboratorier, " sa Jason Amundson, docent i geofysik vid University of Alaska Southeast och medförfattare till artikeln. "Dessa observationer visar att vi kan få nya insikter i beteendet hos granulära material genom att studera täta packar av isberg, som representerar några av de största granulära materialen på jorden" Metoderna i denna studie kan användas för att förutsäga fel i andra geofysiska material, såsom skräpflöde eller jordskred.