Grafik visar djup kanal under Nordsjön. Kredit:James Kirkham @BAS
Djupa dalar begravda under havsbotten i Nordsjön registrerar hur de gamla inlandsisarna som brukade täcka Storbritannien och Europa drev ut vatten för att hindra sig själva från att kollapsa.
En ny studie som publicerades denna vecka har överraskat forskargruppen, som upptäckte att dalarna tog bara hundratals år att bildas när de transporterade enorma mängder smältvatten bort från under isen och ut i havet.
Denna nya förståelse av när de stora inlandsisarna smälte för 20 000 år sedan har konsekvenser för hur glaciärer kan reagera på klimatuppvärmningen idag. Studien är publicerad i tidskriften Quaternary Science Reviews .
Tunneldalar är enorma kanaler, ibland upp till 150 km långa, 6 km breda och 500 m djupa (var och en flera gånger större än Loch Ness), som dränerar vatten under smältande inlandsisar. Det finns tusentals begravda under havsbotten i Nordsjön som registrerar smältningen av inlandsisar som har täckt Storbritannien och Västeuropa under de senaste två miljoner åren.
Huvudförfattaren James Kirkham, från British Antarctic Survey (BAS) och University of Cambridge, säger:"Detta är en spännande upptäckt. Vi vet att dessa spektakulära dalar är uthuggna under istäckens dödsfall. Genom att använda en kombination av stat. Med den senaste tekniken för underjordisk avbildning och en datormodell har vi lärt oss att tunneldalar kan eroderas snabbt under inlandsisar som upplever extrem värme."
Teamet analyserade "käftlöst detaljerade" seismiska bilder som ger en 3D-skanning av jordens begravda lager. Informerade av känsliga ledtrådar som upptäckts i dalarna, utförde författarna en serie datormodelleringsexperiment för att simulera dalutvecklingen och testa hur snabbt de bildades när det sista inlandsisen som täckte Storbritannien smälte bort i slutet av den senaste istiden ca. 20 000 år sedan.
Forskningen tyder på att denna process är snabb med geologiska tidsskalor, med den smältande isen som bildar gigantiska tunneldalar inom hundratals år, vilket driver ut vatten som annars skulle kunna påskynda isförlusten.
Traditionellt tros dräneringen av vatten från under istäcken stabilisera isflödet, en process som potentiellt kan buffra moderna inlandsisar från kollaps i ett värmande klimat. Men medan de inspekterade de detaljerade seismiska skanningarna började författarna hitta tecken på både stillastående och snabba isrörelser i dalarna, vilket komplicerade bilden av hur dessa snabbt bildade kanaler kan påverka framtida inlandsis.
Vad som är säkert är att den förvånansvärt snabba hastigheten med vilken dessa tunnlar bildas gör att forskare måste börja överväga deras effekter i modeller av hur dagens inlandsisar kommer att utvecklas under de kommande decennierna till århundraden.
Det finns inga moderna analoger för denna snabba process, men dessa uråldriga dalar, nu begravda hundratals meter under leran i Nordsjöns havsbotten, registrerar en mekanism för hur inlandsisar reagerar på extrem värme som saknas i dagens inlandsismodeller . Sådana modeller löser för närvarande inte finskaliga vattendräneringsprocesser, trots att de verkar vara en viktig kontroll på framtida isförlusthastigheter och i slutändan havsnivåhöjningen.
"Hastigheten med vilken dessa jättekanaler kan bildas betyder att de är en viktig, men för närvarande ignorerad, mekanism som potentiellt kan bidra till att stabilisera inlandsisar i en uppvärmande värld. När klimatförändringarna fortsätter att driva tillbaka reträtten av det moderna Grönland och Antarktiska inlandsisar i ständigt ökande takt kräver våra resultat förnyad undersökning av hur tunneldalar kan hjälpa till att stabilisera samtida isförluster, och därmed havsnivåhöjningen, om de slår på under jordens inlandsisar i framtiden, säger James Kirkham.
Dr. Kelly Hogan, medförfattare och geofysiker vid BAS, säger:"Vi har observerat dessa enorma smältvattenkanaler från områden täckta av inlandsisar i det förflutna i mer än ett sekel, men vi förstod inte riktigt hur de bildades. Resultaten visar för första gången att den viktigaste mekanismen förmodligen är sommarsmältning vid isytan som tar sig till bädden genom sprickor eller skorstensliknande ledningar och sedan flyter under trycket från inlandsisen för att skära av kanalerna.
"Ytsmältning är redan idag enormt viktig för Grönlands inlandsis och denna process av vattentransport genom systemet kommer bara att öka när vårt klimat värms upp. Den avgörande frågan nu är om detta "extra" smältvattenflöde i kanaler får våra inlandsisar att flöda snabbare, eller långsammare, ut i havet."
Verket belyser en för närvarande förbisedd process som snabbt kan slå på under smältande inlandsisar. Huruvida dessa kanaler kommer att verka för att stabilisera eller destabilisera jordens samtida inlandsisar i en värmande värld är fortfarande en viktig och öppen fråga. + Utforska vidare
