Forskare visar att en havsbottenseismometer placerad nära kalvningsfronten på en glaciär på Grönland kan upptäcka kontinuerlig seismisk strålning från en glaciär som glider, påminner om en långsam jordbävning.

Basal glidning av havsslutande glaciärer styr hur snabbt de släpper ut is i havet. Dock, att direkt observera sådana basala rörelser och avgöra vilka kontroller den är utmanande:miljön vid kalvningen är en av de mest svåråtkomliga miljöerna och seismiskt bullriga – särskilt på glaciärens yta – på grund av kraftigt sprucken is och hårda väderförhållanden.

Ett team av forskare från Hokkaido University, ledd av biträdande professor Evgeny A. Podolskiy från Arctic Research Center, har använt seismometrar med havsbotten och yta för att upptäcka tidigare okända ihållande kustskakningar som genereras av en glidning av en glaciär. Deras resultat publicerades i tidskriften Naturkommunikation .

Sensorer för att mäta glacial rörelse kan potentiellt placeras ovanpå, inom, eller nedanför glaciären; dock, varje tillvägagångssätt har sina egna nackdelar. Till exempel, glaciärernas yta är "bullrig" på grund av vind- och tidvattenmodulerad sprickbildning, som kan överväldiga alla andra signaler; medan interiören är tystare, det är det svåraste området att komma åt. Dock, alla dessa platser plågas av vanliga problem som stationsdrift, smälter ut och nivåförlust, kalla temperaturer, och potentiell förstörelse av instrument genom kalvning av isberg.

I den aktuella studien, forskarna använde en havsbottenseismometer (OBS) som var utplacerad nära kalvningsfronten på Bowdoin-glaciären (Kangerluarsuup Sermia) för att lyssna på isbävningar orsakade av glacial basal rörelse. Genom att göra så, de isolerade sensorn från det seismiska bruset nära ytan, och kringgick också alla problem som följer med utplaceringen av sensorer på själva glaciären och i närheten. Data de samlade in från OBS var korrelerade med data från seismiska och ishastighetsmätningar vid isytan.

Analysen av data visade att det finns en kontinuerlig seismisk tremor som genereras av glaciären. Särskilt, den bredbandiga seismiska signalen (3,5 Hz till 14,0 Hz) som detekterades av OBS korrelerade väl med glaciärens rörelse. Forskarna kunde identifiera signaler som inte var associerade med glacial basal dynamik. Data från OBS var nödvändiga för att fastställa en korrelation mellan darrningar som detekteras av ytstationerna och GPS-registrerad förskjutning av glaciären. I processen, de visade att kontinuerlig seismisk data som historiskt sett betraktades som "brus" innehåller signaler som kan användas för att studera glaciärens dynamik.

Forskarna föreslog också att glaciärhalka liknar långsamma jordbävningar. Egenskaperna hos Bowdoin-glaciären skakningar påminner om tektoniska skakningar i Japan och Kanada. Dessutom, förekomsten av darrningen är i linje med nyare teoretiska modeller och kalla laboratorieexperiment.

Forskarna har presenterat en ny metod för att samla kontinuerlig glacioseismisk information om glaciärrörelser i en extremt bullrig och hård polarmiljö med hjälp av seismologi på botten. "Framtida forskning inom detta område kan fokusera på att replikera och utöka resultaten av denna studie vid andra glaciärer, "säger Podolskiy." Det experimentella stödet för sambandet mellan glaciärskakningar och tektoniska skakningar tyder på att ett långsiktigt tvärvetenskapligt tillvägagångssätt skulle vara fördelaktigt för att fullt ut förstå detta fenomen. "