Az olvadékvizek megrepedhetik Grönland jégét, és hozzájárulhatnak a jégtakaró gyorsabb áramlásához

A Woods Hole Oceanográfiai Intézet (WHOI) és a Washingtoni Egyetem (UW) kutatói először dokumentálták az olvadékvizű tó hirtelen és teljes vízelvezetését a grönlandi jégtakaró tetejétől az alapjáig.

Ezekből a megfigyelésekből a tudósok egy vízvezeték-rendszert fedeztek fel a jégtakaró számára, ahol az olvadékvíz behatolhat a vastag, hideg jégbe, és felgyorsíthatja a jégtakaró néhány nagyszabású nyári mozgását.

Sarah Das (WHOI) és Ian Joughin (UW) glaciológusok kutatása szerint az olvadékvíz kenő hatása 50–100 százalékkal gyorsíthatja a jégáramlást a jégtakaró széles, lassan mozgó területein.

"Világos bizonyítékot találtunk arra, hogy a szuplanális tavak - a nyáron a felszínen kialakuló olvadékvíz-medencék - valóban repedést hajthatnak át a jégtakarón az úgynevezett hidrofraktúrás folyamat során" - mondta Das, a WHOI Geológiai Tanszékének segédtudós Geofizika. "Ha van egy repedés vagy hiba a felületen, amely elég nagy, és elegendő víztározó van ahhoz, hogy a repedés meg legyen töltve, vezetéket hozhat létre egészen a jégtakaró medréig."

De a Das és a Joughin eredményei azt is mutatják, hogy bár a felületi olvadásnak jelentős szerepe van a jégtakaró általános dinamikájában, a gyengén mozgó kimeneti gleccserekre (amelyek jeget engednek az óceánba) kisebb mértékű hatása van, mint azt gyakran feltételezték. (Ha többet szeretne megtudni erről az eredményről, olvassa el az UW megfelelő sajtóközleményét.)

Das és Joughin kutatását két kiegészítő cikkbe állították össze, és április 17-én tették közzé a Science Express online folyóiratban. Az újságokat a Science magazinban nyomtatják május 9-én.

A munka társszerzői közé tartozik Mark Behn, Dan Lizarralde és Maya Bhatia a WHOI-ból; Ian Howat, Twila Moon és Ben Smith (UW); és Matt King, a Newcastle Egyetemről.

Grönland gleccsereinek tetején tavak ezrei alakulnak ki minden nyáron, mivel a napfény és a meleg levegő jeget olvad a felszínen. A korábbi műholdas megfigyelések azt mutatták, hogy ezek a szuplanális tavak akár egy nap alatt is eltűnhetnek, de a tudósok nem tudták, hogy merre halad a víz vagy milyen gyorsan, sem a jégáramlásra gyakorolt hatás.

A kutatók feltételezték, hogy a grönlandi jégtakaró felszínéről érkező olvadékvíz megkenheti az alapot. De eddig csak elméleti előrejelzések voltak arról, hogy az olvadékvíz miként érheti el a bázist egy kilométer fagyos jégen keresztül.

"Elkezdtük megvizsgálni, hogy a felszínen megolvadó - amely érzékeny az éghajlatváltozásra - befolyásolhatja-e, hogy milyen gyorsan tud folyni a jég" - mondta Das. "Az áramlás befolyásolásához meg kell változtatnia a jégtakaró alatti körülményeket, mert ami a jég alatt folyik, az diktálja, hogy milyen gyorsan áramlik a jég."

"Ha a jégtakaró az alapkőzetig fagyott vagy nagyon kevés víz áll rendelkezésre" - tette hozzá Das, "akkor sokkal lassabban fog áramlani, mintha egy kenő és nyomás alatt álló vízréteg lenne alatta a súrlódás csökkentése érdekében."

2006 és 2007 nyarán Das, Joughin és munkatársai szeizmikus műszereket, vízszintmérőket és globális helymeghatározó rendszer érzékelőket használtak két tó evolúciójának és a környező jégtakaró mozgásának szoros nyomon követésére. Helikopteres és repülőgépes felméréseket és műholdas képeket is alkalmaztak a tavak megfigyelésére és a part felé haladó gleccserek haladásának nyomon követésére.

A leglátványosabb megfigyelések 2006 júliusában történtek, amikor műszereikkel megörökítették a tó hirtelen, teljes vízelvezetését, amely egyszer 5,6 négyzetkilométer (2,2 négyzetmérföld) területet borított be és 0,044 köbkilométer (11,6 milliárd gallon) vizet tartott.

A lefolyó kádhoz hasonlóan az egész tó 24 óra alatt kiürült a fenékről, a víz nagy része 90 perc alatt kifolyott. A maximális vízelvezetési sebesség gyorsabb volt, mint a Niagara-vízesés átlagos áramlási sebessége.

Az adatok közelebbi vizsgálata során kiderült, hogy a tóból származó víz nyomása felülről lefelé nyitotta meg a jégtakarót 980 méter (3200 láb) jégen keresztül. Ez a vízvezérelt törés az olvadékvizet közvetlenül az alapra juttatta, egy helyen 1,2 méterrel megemelve a jégtakaró felületét.

A tófenék közepén 750 méter (2400 láb) széles jégtömböt emeltek 6 méterrel (20 láb). A jégtakaró vízszintes sebessége - amely normál körülmények között is folyamatosan mozgásban van - kétszerese lett az adott hely átlagos napi sebességének.

"Nehéz elképzelni, hogy a felszínről érkező olvadékvíz vagy medence hogyan vághat vastag, hideg jeget az ágyig" - mondta Das. "Emiatt a tudományos közösség vitát folytatott arról, hogy létezhetnek-e ilyen folyamatok, annak ellenére, hogy néhány elméleti munka ezt évtizedek óta feltételezi."

A törések szeizmikus aláírása, a gyors vízelvezetés, valamint a jég felemelkedése és mozgása mind azt mutatta, hogy a víz egészen az ágyig folyt. A repedések és repedések kialakulásával és vízzel való feltöltésével a víz nagyobb súlya és sűrűsége a jég megrepedésére készteti.

Amint a víz leereszkedik ezeken a repedéseken, a jégtakarón keresztül moulinokat (hengeres, függőleges vezetékek) képez, amelyek lehetővé teszik a gyors vízelvezetést és valószínűleg nyitva maradnak az olvadékidőszak hátralévő részében.

Das, Joughin és terepi kutatócsoportjuk ezen a nyáron lesz látható egy online és múzeum-alapú ismeretterjesztő projekt során, amelyet Polar Discovery néven ismernek. Grönlandi visszatérő kutatási expedíciójukat naponta krónikázzák fényképes esszék révén, és a kutatók műholdas telefonon keresztül több élő beszélgetést folytatnak diákokkal, oktatókkal és múzeumlátogatókkal.

A kutatás finanszírozását a Nemzeti Tudományos Alapítvány, a Nemzeti Repülési és Űrkutatási Hivatal, a WHOI Clark sarkvidéki kutatási kezdeményezése, valamint a WHOI Óceánok és Klímaváltozás Intézete biztosította.

A Woods Hole Oceanográfiai Intézet egy magán, független szervezet Falmouth-ban (Massachusetts), amely a tengerkutatásnak, a mérnöki munkának és a felsőoktatásnak szenteli tevékenységét. Az 1930-ban alapított, a Nemzeti Tudományos Akadémia ajánlása alapján elsődleges feladata az óceánok és a Föld egészével való kölcsönhatásának megértése, valamint az óceánok változó globális környezetben betöltött szerepének alapvető megértése.

MEGJEGYZÉS A SZERKESZTŐKHEZ ÉS A GYÁRTÓKHOZ - A MINŐSÉGI VIDEÓ KÖZVETÍTÉSE ELÉRHETŐ TÖRTÉNETEIHEZ. KAPCSOLAT [email protected].

Azonnali kiadásra

Médiakapcsolati Iroda
[email protected]
(508) 289-3340

Minden nyáron olvadékvizű tavak és tavak alakulnak ki a grönlandi jégtakaró tetején, mivel a napfény és a meleg levegő megolvasztja a felszínt. (Fotó: Sarah Das, Woods Hole Oceanográfiai Intézet)

Hírközlési kép

A tudósok végigmennek egy nagy kanyon szélén, amelyet sokéves olvadékvíz-áramlás képez a grönlandi jégtakaró felszínén. A kanyon fala mentén húzódó vonalak az évek során lefektetett jég- és hó rétegtani rétegeit mutatják. (Fotó: Sarah Das, Woods Hole Oceanográfiai Intézet)

Hírközlési kép

Sarah Das, a WHOI glaciológusa egy jégtömb előtt áll, amelyet egy gránlandi olvadékvíz-tó hirtelen vízelvezetése emelt fel 6 méterrel. (Fotó: Ian Joughin, az UW Polar Science Center)

Hírközlési kép

Sarah Das, a WHOI glaciológusa egy jégtömb előtt áll, amelyet egy gránlandi olvadékvíz-tó hirtelen vízelvezetése emelt fel 6 méterrel. (Fotó: Ian Joughin, az UW Polar Science Center)

Sarah Das, a WHOI glaciológusa (balra) és Maya Bhatia végzős hallgató hasadékot vizsgál egy grönlandi nemrég leeresztett olvadékvíz-medence közepén. (Ian Joughin, az UW Polar Tudományos Központ)

Hírközlési kép

Egy helikopterről nézve az olvadt víz fonott folyamai kanyarognak a jégfelszínen egy nyári tó felé. (Ian Joughin, az UW Polar Tudományos Központ)

Hírközlési kép

Egy helikopterről nézve az olvadt víz fonott folyamai kanyarognak a jégfelszínen egy nyári tó felé. (Ian Joughin, az UW Polar Tudományos Központ)

Az olvadékvíz egy patakban rohan át a grönlandi jégtábla tetején 2007 júliusában. (Sarah Das, WHOI)

Hírközlési kép

Az olvadékvíz egy patakban rohan át a grönlandi jégtábla tetején 2007 júliusában. (Sarah Das, WHOI)

Sarah Das, a WHOI glaciológusa szeizmométert helyez be egy fúrólyukba Grönland jégtakarójának tetején. Szeizmikus eszközöket alkalmaztak a jég megrepedésének és feltörésének nyomon követésére, ahogy azt a jég olvadása vésette. (Ian Joughin, az UW Polar Tudományos Központ)

Hírközlési kép

Ezt a nagy törést egy nemrég lecsapolt tómedence közepén találták meg. Nagy téglatömbök, amelyek a tó leeresztésekor valószínűleg letörtek, szétszóródnak a felszínen és a repedésben. (Sarah Das, WHOI)

Hírközlési kép

A kutatók 2007. július 22-én örökítették meg a nyár első naplementét a grönlandi jégtakaró felett. Alatt olvadékvíz-elvezető csatorna húzódik meg. (Ian Joughin, az UW Polar Tudományos Központ)

Hírközlési kép

A 2007-es jégtakaró kutatócsoport egy olvadékvíz-csatorna előtt pózolt. Balról: Maya Bhatia (WHOI), Ian Joughin (UW), Sarah Das (WHOI) és Mark Behn (WHOI). (Richard Harris, NPR)

Hírközlési kép

A 2007-es jégtakaró kutatócsoport egy olvadékvíz-csatorna előtt pózolt. Balról: Maya Bhatia (WHOI), Ian Joughin (UW), Sarah Das (WHOI) és Mark Behn (WHOI). (Richard Harris, NPR)

2006-ban és 2007-ben a WHOI és az UW kutatói két hétig táboroztak a grönlandi jégtakaró tetején, hogy megvizsgálják a nyáron kialakuló tavakat és olvadékvizeket. (Sarah Das, WHOI)

Hírközlési kép

2006-ban és 2007-ben a WHOI és az UW kutatói két hétig táboroztak a grönlandi jégtakaró tetején, hogy megvizsgálják a nyáron kialakuló tavakat és olvadékvizeket. (Sarah Das, WHOI)