Изследователи от океанографския институт Woods Hole (WHOI) и Университета във Вашингтон (UW) за първи път документират внезапното и пълно оттичане на езеро от топла вода от върха на ледената покривка на Гренландия до основата му.

От тези наблюдения учените са открили водопроводна система за ледената покривка, където топената вода може да проникне в дебел, студен лед и да ускори някои от мащабните летни движения на ледената покривка.

Според изследванията на глациолозите Сара Дас от WHOI и Иън Джоуин от UW, смазващият ефект на стопената вода може да ускори ледения поток от 50 до 100 процента в някои от широките, бавно движещи се области на ледената покривка.

„Намерихме ясни доказателства, че надледниковите езера - басейните с топяща се вода, които се образуват на повърхността през лятото - всъщност могат да пробият пукнатина през ледената покривка в процес, наречен хидрофрактура“, каза Дас, асистент учен в Геологическия отдел на WHOI и Геофизика. „Ако в повърхността има достатъчно голяма пукнатина или дефект и достатъчно резервоар с вода, за да се запази тази пукнатина, тя може да създаде канал до дъното на ледената покривка.“

Но резултатите от Das и Joughin също показват, че макар повърхностното топене да играе съществена роля в цялостната динамика на ледената покривка, то има по-приглушено влияние върху бързо движещите се ледници на изхода (които изхвърлят лед в океана), отколкото често се предполага. (За да научите повече за този резултат, прочетете съответното съобщение за новини от UW.)

Изследването на Дас и Джоуин е обобщено в две допълнителни статии и публикувано на 17 април в онлайн списанието Science Express. Докладите ще бъдат отпечатани в списание Science на 9 май.

Съавтори на работата са Марк Бен, Дан Лизаралде и Мая Бхатия от WHOI; Ian Howat, Twila Moon и Ben Smith от UW; и Мат Кинг от университета в Нюкасъл.

Всяко лято на върха на гренландските ледници се образуват хиляди езера, тъй като слънчевата светлина и топлият въздух топят лед на повърхността. Минали сателитни наблюдения показват, че тези надледникови езера могат да изчезнат само за един ден, но учените не са знаели къде отива водата или колко бързо, нито въздействието върху ледения поток.

Изследователите предполагат, че топената вода от повърхността на ледената покривка на Гренландия може да смазва основата. Но досега имаше само теоретични прогнози за това как стопената вода може да достигне основата чрез километър подмразяващ лед.

"Ние се заехме да проучим дали топенето на повърхността - което е чувствително към изменението на климата - може да повлияе на това колко бързо може да тече ледът", каза Дас. „За да повлияете на потока, трябва да промените условията под ледената покривка, защото това, което се случва под леда, диктува колко бързо тече ледът.“

„Ако ледената покривка е замръзнала до скалната основа или има много малко вода на разположение - добави Дас, - тогава тя ще тече много по-бавно, отколкото ако има смазващ и налягащ слой вода отдолу за намаляване на триенето.“

През лятото на 2006 и 2007 г. Дас, Джоуин и колегите използваха сеизмични инструменти, монитори за нивото на водата и сензори за глобална система за позициониране, за да наблюдават отблизо развитието на две езера и движението на заобикалящата ледена покривка. Те също така използваха хеликоптерни и самолетни проучвания и сателитни изображения за наблюдение на езерата и за проследяване на напредъка на ледниците, движещи се към брега.

Най-зрелищните наблюдения се случиха през юли 2006 г., когато техните инструменти уловиха внезапното, пълно източване на езеро, което някога е покрило 5,6 квадратни километра (2,2 квадратни мили) от повърхността и е задържало 0,044 кубически километра (11,6 милиарда галона) вода.

Подобно на източваща се вана, цялото езеро се изпразни от дъното за 24 часа, като по-голямата част от водата изтича за период от 90 минути. Максималният дебит е по-бърз от средния дебит над Ниагарския водопад.

По-внимателната проверка на данните разкрива, че налягането на водата от езерото се разцепва ледената покривка отгоре надолу, през 980 метра лед. Тази водна фрактура доставя топена вода директно до основата, повдигайки повърхността на ледената покривка с 1,2 метра на едно място.

В средата на дъното на езерото леден блок с ширина 750 метра (2400 фута) беше издигнат с 6 метра (20 фута). Хоризонталната скорост на ледената покривка - която постоянно се движи дори при нормални обстоятелства - стана два пъти по-висока от средната дневна скорост за това място.

„Трудно е да си представим как струйка или локва топена вода от повърхността може да пресече дебел, студен лед чак до леглото“, каза Дас. „Поради тази причина в научната общност се води дебат дали такива процеси биха могли да съществуват, въпреки че някои теоретични трудове предполагат това от десетилетия.“

Сеизмичният подпис на фрактурите, бързото оттичане и издигането и движението на леда показват, че водата е течала чак до леглото. Когато пукнатините и пукнатините се образуват и се запълват с вода, по-голямото тегло и плътност на водата принуждават леда да се отвори.

Когато водата се излива през тези пукнатини, тя образува мулени (цилиндрични, вертикални канали) през ледената обвивка, които позволяват бързо оттичане и вероятно остават отворени през останалата част от сезона на топене.

Das, Joughin и техният изследователски екип ще бъдат представени това лято по време на онлайн и музеен терен проект, известен като Polar Discovery. Тяхната изследователска експедиция за връщане в Гренландия ще бъде записвана ежедневно чрез фото есета, а изследователите ще провеждат няколко разговора на живо с ученици, преподаватели и посетители на музея чрез сателитен телефон.

Финансирането на изследванията е осигурено от Националната научна фондация, Националната администрация по аеронавтика и космос, Инициативата за изследване на Арктика на WHOI Clark и Институтът за океани и изменение на климата на WHOI.

Океанографската институция Woods Hole е частна, независима организация във Фалмут, Масачузетс, посветена на морските изследвания, инженерството и висшето образование. Създадена през 1930 г. по препоръка на Националната академия на науките, нейната основна мисия е да разбере океаните и тяхното взаимодействие със Земята като цяло и да съобщи основно разбиране за ролята на океаните в променящата се глобална среда.

ЗАБЕЛЕЖКА КЪМ РЕДАКТОРИТЕ И ПРОИЗВОДИТЕЛИТЕ - ВИДЕОТО ЗА КАЧЕСТВО С РАЗПРЕДЕЛЕНИЕ Е НАЛИЧНО, ЗА ДА СЪПРЕДЕЛЯ ВАШИТЕ ИСТОРИИ СВЪРЖЕТЕ СЕ С МЕДИА@WHOI.EDU.

За незабавно освобождаване

Служба за връзки с медиите
[email protected]
(508) 289-3340

могат

Всяко лято на върха на ледената покривка на Гренландия се образуват езера с разтопена вода и езера, тъй като слънчевата светлина и топлият въздух разтапят повърхността. (Снимка: Сара Дас, океанографска институция Woods Hole)

Изображение на новина

Всяко лято на върха на ледената покривка на Гренландия се образуват езера с разтопена вода и езера, тъй като слънчевата светлина и топлият въздух разтапят повърхността. (Снимка: Сара Дас, океанографска институция Woods Hole)

Учените се разхождат по ръба на голям каньон, образуван от дълги години поток от топяща се вода по повърхността на ледената покривка на Гренландия. Линиите по стената на каньона показват стратиграфските слоеве лед и сняг, положени през годините. (Снимка: Сара Дас, океанографска институция Woods Hole)

Изображение на новина

Учените се разхождат по ръба на голям каньон, образуван от дълги години поток от топяща се вода по повърхността на ледената покривка на Гренландия. Линиите по стената на каньона показват стратиграфските слоеве лед и сняг, положени през годините. (Снимка: Сара Дас, океанографска институция Woods Hole)

Глациологът на СЗО Сара Дас стои пред блок лед, издигнат на 6 метра от внезапното оттичане на езерото с топена вода в Гренландия. (Снимка от Ian Joughin, UW Polar Science Center)

Изображение на новина

Глациологът на СЗО Сара Дас стои пред блок лед, издигнат на 6 метра от внезапното оттичане на езерото с топена вода в Гренландия. (Снимка от Ian Joughin, UW Polar Science Center)

Глациологът на СЗО Сара Дас (вляво) и аспирантката Мая Бхатия изследват пукнатина в центъра на наскоро източен басейн с езеро в Гренландия. (Ian Joughin, UW Polar Science Center)

Изображение на новина

Глациологът на СЗО Сара Дас (вляво) и аспирантката Мая Бхатия изследват пукнатина в центъра на наскоро източен басейн с езеро в Гренландия. (Ian Joughin, UW Polar Science Center)

Погледнато от хеликоптер, плетени потоци от топяща се вода криволичат по ледената повърхност към лятно езеро. (Ian Joughin, UW Polar Science Center)

Изображение на новина

Погледнато от хеликоптер, плетени потоци от топяща се вода криволичат по ледената повърхност към лятно езеро. (Ian Joughin, UW Polar Science Center)

Meltwater се влива в поток през върха на ледената покривка на Гренландия през юли 2007 г. (Сара Дас, WHOI)

Изображение на новина

Meltwater се влива в поток през върха на ледената покривка на Гренландия през юли 2007 г. (Сара Дас, WHOI)

Глациологът на СЗО Сара Дас вкарва сеизмометър в сондаж в леда върху ледената покривка на Гренландия. Сеизмични инструменти са били използвани за наблюдение на напукване и разбиване на леда, тъй като той е издълбан от топене на лед. (Ian Joughin, UW Polar Science Center)

Изображение на новина

Глациологът на СЗО Сара Дас вкарва сеизмометър в сондаж в леда върху ледената покривка на Гренландия. Сеизмични инструменти са били използвани за наблюдение на напукване и разбиване на леда, тъй като той е издълбан от топене на лед. (Ian Joughin, UW Polar Science Center)

Тази голяма фрактура е открита в центъра на наскоро източен басейн на езерото. Големи блокове лед, вероятно отчупени при източване на езерото, са разпръснати по повърхността и в пукнатината. (Сара Дас, WHOI)

Изображение на новина

Тази голяма фрактура е открита в центъра на наскоро източен басейн на езерото. Големи блокове лед, вероятно отчупени при източване на езерото, са разпръснати по повърхността и в пукнатината. (Сара Дас, WHOI)

Изследователите уловиха този първи залез на лятото над леденото покритие на Гренландия на 22 юли 2007 г. Отдолу дебне канализационен канал за топене. (Ian Joughin, UW Polar Science Center)

Изображение на новина

Изследователите уловиха този първи залез на лятото над леденото покритие на Гренландия на 22 юли 2007 г. Отдолу дебне канализационен канал за топене. (Ian Joughin, UW Polar Science Center)

Изследователският екип за ледената покривка от 2007 г. позира пред канал за топена вода. Отляво: Мая Бхатия (WHOI), Ян Джоуин (UW), Сара Дас (WHOI) и Марк Бен (WHOI). (Ричард Харис, NPR)

Изображение на новина

Екипът за изследване на ледената покривка от 2007 г. позира пред канал за топена вода. Отляво: Мая Бхатия (WHOI), Ян Джоуин (UW), Сара Дас (WHOI) и Марк Бен (WHOI). (Ричард Харис, NPR)

През 2006 и 2007 г. изследователи от WHOI и UW са лагерували в продължение на две седмици на върха на ледената покривка на Гренландия, за да изследват езерата и потоците от топящи се води, които се образуват всяко лято. (Сара Дас, WHOI)

Изображение на новина

През 2006 и 2007 г. изследователи от WHOI и UW са лагерували в продължение на две седмици на върха на ледената покривка на Гренландия, за да изследват езерата и потоците от топящи се води, които се образуват всяко лято. (Сара Дас, WHOI)