Uit een nieuwe NASA-studie blijkt dat tijdens de heetste zomers van Groenland ooit 2010 en 2012, het ijs in Rink Glacier aan de westkust van het eiland smolt niet alleen sneller dan normaal, het gleed door het binnenste van de gletsjer in een gigantische golf, als een opgewarmde vriezer die uit zijn plastic behuizing glijdt. De golf hield vier maanden aan, met ijs van stroomopwaarts dat nog minstens vier maanden naar beneden blijft bewegen om de ontbrekende massa te vervangen.

Deze lange puls van massaverlies, een eenzame golf genoemd, is een nieuwe ontdekking die het potentieel voor aanhoudend ijsverlies in Groenland kan vergroten naarmate het klimaat blijft opwarmen, met gevolgen voor het toekomstige tempo van de zeespiegelstijging.

De studie door drie wetenschappers van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, was de eerste die het massaverlies van een gletsjer door smeltend ijs nauwkeurig volgde met behulp van de horizontale beweging van een GPS-sensor. Ze gebruikten gegevens van een enkele sensor in het Groenland GPS-netwerk (GNET), gelegen op gesteente naast Rink Glacier. Een paper over het onderzoek wordt online gepubliceerd in het tijdschrift Geofysische onderzoeksbrieven .

Rink is een van de belangrijkste afzetgebieden van Groenland naar de oceaan, het afvoeren van ongeveer 11 miljard ton (gigaton) ijs per jaar in de vroege jaren 2000 - ongeveer het gewicht van 30, 000 Empire State-gebouwen. In de intens hete zomer van 2012 echter, het verloor nog eens 6,7 gigaton aan massa in de vorm van een eenzame golf. Eerder waargenomen smeltprocessen kunnen niet zoveel massaverlies verklaren.

De golf bewoog zich in de maanden juni tot en met september door de stromende gletsjer met een snelheid van ongeveer 4 kilometer per maand gedurende de eerste drie maanden, oplopend tot 7,5 mijl (12 kilometer) in september. De hoeveelheid bewegende massa was 1,7 gigaton, plus of min ongeveer een halve gigaton, per maand. Rink Glacier stroomt meestal met een snelheid van een mijl of twee (enkele kilometers) per jaar.

De golf kon niet worden gedetecteerd met de gebruikelijke methoden om het ijsverlies van Groenland te meten, zoals het meten van het dunner worden van gletsjers met radar in de lucht. "Je zou daar letterlijk kunnen staan ​​en je zou geen enkele indicatie van de golf zien, " zei JPL-wetenschapper Eric Larour, een co-auteur van het nieuwe artikel. "Je zou geen scheuren of andere unieke oppervlaktekenmerken zien."

De onderzoekers zagen hetzelfde golfpatroon in de GPS-gegevens van 2010, de op één na heetste zomer ooit in Groenland. Hoewel ze de exacte grootte en snelheid van de golf van 2010 niet hebben gekwantificeerd, de bewegingspatronen in de GPS-gegevens geven aan dat deze kleiner moet zijn geweest dan de golf van 2012 maar vergelijkbaar in snelheid.

"We weten zeker dat het triggermechanisme het smelten van sneeuw en ijs aan de oppervlakte was, maar we begrijpen niet volledig de complexe reeks processen die solitaire golven genereren, " zei JPL-wetenschapper Surendra Adhikari, die de studie leidde.

Tijdens de twee zomers waarin solitaire golven plaatsvonden, de sneeuwlaag en het ijs van het enorme bassin in het binnenland van Groenland achter de Rink-gletsjer bevatten meer water dan ooit tevoren. In 2012, meer dan 95 procent van de oppervlakte sneeuw en ijs smolt. Smeltwater kan tijdelijke meren en rivieren creëren die snel door het ijs wegvloeien en naar de oceaan stromen. "Het water stroomopwaarts moest waarschijnlijk nieuwe kanalen graven om af te voeren, " verklaarde co-auteur Erik Ivins van JPL. "Het was waarschijnlijk traag en inefficiënt." Toen het water eenmaal paden naar de voet van de gletsjer had gevormd, de golf van intens verlies begon.

De wetenschappers theoretiseren dat eerder bekende processen gecombineerd zijn om de massa zo snel te laten bewegen. De enorme hoeveelheid water smeerde de basis van de gletsjer, waardoor het sneller kan bewegen, en verzachtte de zijmarges waar de stromende gletsjer rots of stilstaand ijs ontmoet. Door deze veranderingen kon het ijs zo snel stroomafwaarts glijden dat ijs verder landinwaarts het niet kon bijhouden.

De gletsjer won van oktober tot januari aan massa terwijl ijs stroomafwaarts bleef bewegen om de verloren massa te vervangen. "Dit systematische transport van ijs in de herfst tot het midden van de winter was niet eerder erkend, ' benadrukt Adhikari.

"Intens smelten zoals we zagen in 2010 en 2012 is zonder precedent, maar het vertegenwoordigt het soort gedrag dat we in de toekomst zouden kunnen verwachten in een opwarmend klimaat, " Ivins toegevoegd. "We zien een evoluerend systeem."

De kust van Groenland is bezaaid met meer dan 50 GNET-stations die op gesteente zijn gemonteerd om veranderingen onder het aardoppervlak te volgen. Het netwerk werd geïnstalleerd als een gezamenlijke inspanning van de Amerikaanse National Science Foundation en internationale partners in Denemarken en Luxemburg. Onderzoekers gebruiken de verticale bewegingen van deze stations om te observeren hoe de Noord-Amerikaanse tektonische plaat terugkaatst van de zware ijsbelasting van de laatste ijstijd. Adhikari, Ivins en Larour waren de eersten die het idee kwantitatief onderzochten dat, onder de juiste omstandigheden, de horizontale bewegingen konden onthullen hoe de ijsmassa ook veranderde.

"Wat ons werk boeiend maakt, is dat we in wezen een nieuwe, robuuste observatietechniek om ijsstroomprocessen op seizoensgebonden of kortere tijdschalen te volgen, " zei Adhikari. Bestaande satellietwaarnemingen bieden niet voldoende temporele of ruimtelijke resolutie om dit te doen.

De GNET-stations worden momenteel door geen enkele instantie onderhouden. De JPL-wetenschappers zagen voor het eerst het ongewone gedrag van Rink Glacier terwijl ze onderzochten of er wetenschappelijke redenen waren om het netwerk in stand te houden.

"Jongen, hebben we er een gevonden, ' zei Ivins.