science >> Wetenschap >  >> Natuur

Een nieuw model geeft inzicht in het terugtrekken en oprukken van gletsjers

Het eindpunt van de Taku-gletsjer, op de afbeeldingen links, meer dan drie mijl gevorderd van 1933 tot 2016, zoals weerspiegeld door de gele en blauwe lijnen over de foto's heen. De locatie van de rode stip op een berg in de bovenste afbeelding komt overeen met de locatie van de rechter rode stip in de onderste afbeelding. De afbeeldingen en lijnen rechts tonen de terugtocht van de Columbia Glacier van 1985 tot 2016. Credit:Afbeelding met dank aan Douglas Brinkerhoff, van fotografie door de Amerikaanse marine, het Nationaal Sneeuw- en IJsdatacentrum, Martin Truffer en de Landsat 7 en 8 satellieten via US Geological Survey

Een studie van de University of Alaska Fairbanks waarin de fysica van getijdengletsjers wordt onderzocht, heeft nieuwe inzichten opgeleverd in wat hun terugtrekkings- en opmarscycli aandrijft en de rol die het klimaat in deze cycli speelt.

Hoofdauteur en UAF-geofysica-doctoraat Douglas Brinkerhoff zei dat de studie in Natuurcommunicatie onthult dat verschuivende sedimenten de cycli tussen getijdengletsjers in gematigde klimaten zoals het zuiden van Alaska aansturen.

De studie onthult ook dat deze gletsjers geen perioden van opwarming nodig hebben in de gematigde klimaten om de terugtrekking van de gletsjer te veroorzaken, zoals eerder gedacht.

"Getijdewatergletsjers kunnen verder de oceaan ingaan door bovenop een stapel van hun eigen sediment te rijden, maar dit kan hen in de problemen brengen, " zei Brinkerhoff. "Uiteindelijk vertraagt ​​de gletsjersnuit, maar het blijft die sedimenthoop verder de zee in duwen, in wezen het tapijt onder zich uittrekken. Als de gletsjer drijft, er is geen weerstand aan de basis die het tegenhoudt en het hele zwevende deel heeft de neiging om uiteen te vallen."

De bevindingen komen voort uit een wiskundig model dat Brinkerhoff heeft ontwikkeld om de periodieke terugtrekkingen en opmars van gletsjers die in de oceaan uitmonden beter te begrijpen. Een derde van de ongeveer 60 getijdengletsjers in Alaska rukt op als onderdeel van deze cyclus, ondanks het anders wijdverbreide gletsjerverlies. De vorderingen duren meestal enkele eeuwen, terwijl de retraites slechts tientallen jaren duren.

Deze illustratie toont een getijdewatergletsjer die langzaam op een sedimenthoop voortbeweegt. Het smeltpunt van de gletsjer begint uiteindelijk de sedimentstapel te eroderen. Dat ondermijnt de steun van het ijs en veroorzaakt een snelle ineenstorting, in een proces verklaard door een nieuw model ontwikkeld door een onderzoeker van de Universiteit van Alaska Fairbanks. Credit:Illustratie door Meghan Murphy

Co-auteur Martin Truffer, een glacioloog bij UAF's Geophysical Institute, zei dat glacioloog Austin Post voor het eerst de gletsjercycli van het getijwater opmerkte in de jaren zeventig. Hij zag dat zich sedimenthopen ontwikkelden in de oceaan voor oprukkende gletsjers. Door deze stapels konden de gletsjers hun opmars uitbreiden, gevolgd door vaak catastrofale ineenstorting en terugtrekking.

"Terwijl het werk van Austin Post en anderen duidelijk aantoonde dat de erosie, evacuatie en afzetting van glaciale sedimenten spelen een belangrijke rol, het hier gerapporteerde werk is gelukt, Voor de eerste keer, om alle relevante processen in één model vast te leggen, ' zei Truffer.

Brinkerhoff zei dat veel wetenschappers geloofden dat opwarmingsperioden in het gematigde klimaat ervoor zorgden dat de uitgestrekte gletsjer instortte. Ze dachten dat het uitgestrekte deel van de gletsjer kwetsbaar was voor lichte periodes van opwarming omdat het vlakker was en op zeeniveau lag.

Maar het model laat zien dat het uitgestrekte deel van de gletsjer zou instorten, zelfs zonder deze opwarmingsperioden, omdat de gletsjer de stapel die hem ondersteunt erodeert.

Martin Truffer boort gaten voor explosieven in het oppervlak van Taku Glacier. De explosies produceren seismische golven die weerkaatsen op het sediment onder de gletsjer, het verstrekken van informatie over de dikte en het karakter ervan. Krediet:Douglas Brinkerhoff

Medeauteur Andy Aschwanden, een modelleur bij UAF's Geophysical Institute, zei dat getijdengletsjers in klimaten die kouder zijn dan Alaska, zoals Zuidoost-Groenland of het noordelijke Antarctische Schiereiland, vertonen over het algemeen nog geen cyclus.

"Het model suggereert dat als de temperatuur blijft stijgen, sommige van de getijdengletsjers in koudere gebieden kunnen beginnen te stijgen, ook al lijkt dat contra-intuïtief, ' zei Aschwanden.

Om het model te ontwikkelen en te testen, Brinkerhoff gebruikte observaties van gletsjers zoals Prince William Sound's Columbia Glacier, die zich in 1985 begon terug te trekken. Hij zei dat ze ook keken naar oprukkende getijdengletsjers zoals de Hubbard-gletsjer, die een onderzeeërstapel ervoor heeft, en Taku-gletsjer bij Juneau, waarvan het eindpunt nu rust op een blootgestelde stapel sediment.