Onderzoekers hebben een nieuwe methode ontwikkeld om de eerste directe meting van de onderzeese smeltsnelheid van een getijwatergletsjer mogelijk te maken, en, daarbij, zij concludeerden dat de huidige theoretische modellen het smelten van gletsjers tot twee ordes van grootte kunnen onderschatten.

In een door de National Science Foundation gefinancierd project, een team van wetenschappers, onder leiding van de oceanograaf Dave Sutherland van de Universiteit van Oregon, bestudeerde het smelten van de ondergrond van de LeConte-gletsjer, die uitmondt in LeConte Bay ten zuiden van Juneau, Alaska.

De bevindingen van het team, die zouden kunnen leiden tot betere voorspellingen van klimaatgedreven zeespiegelstijging, werden gepubliceerd in het nummer van 26 juli van het tijdschrift Wetenschap .

Directe smeltmetingen zijn eerder gedaan op ijsplaten in Antarctica door door te boren naar het ijs-oceaan-interface eronder. In het geval van verticale gletsjers die eindigen bij de oceaan, echter, die technieken zijn niet beschikbaar.

"We hebben dat platform niet om op deze manier bij het ijs te kunnen, " zei Sutherland, een professor bij de afdeling Aardwetenschappen van de UO. "Getijdengletsjers kalven altijd af en bewegen zeer snel, en je wilt daar niet te dichtbij een boot nemen."

Het meeste eerdere onderzoek naar het onder water smelten van gletsjers was gebaseerd op theoretische modellering, omstandigheden in de buurt van de gletsjers meten en vervolgens theorie toepassen om smeltsnelheden te voorspellen. Maar deze theorie was nooit direct getest.

"Deze theorie wordt veel gebruikt in ons vakgebied, " zei co-auteur van de studie Rebecca H. Jackson, een oceanograaf aan de Rutgers University die tijdens het project een postdoctoraal onderzoeker was aan de Oregon State University. "Het wordt gebruikt in gletsjermodellen om vragen te bestuderen als:hoe zal de gletsjer reageren als de oceaan een of twee graden opwarmt?"

Om deze modellen in het veld te testen, het onderzoeksteam van oceanografen en glaciologen heeft in augustus 2016 zes keer en vijf keer in mei 2017 een multibeam-sonar ingezet om het oceaanijs-interface van de gletsjer zes keer te scannen vanaf een vissersvaartuig.

Dankzij de sonar kon het team grote delen van het onderwaterijs in beeld brengen en profileren, waar de gletsjer uit het Stikine-ijsveld stroomt. Ook werden gegevens verzameld over de temperatuur, zoutgehalte en snelheid van het water stroomafwaarts van de gletsjer, waardoor de onderzoekers de smeltwaterstroom konden schatten.

Vervolgens zochten ze naar veranderingen in smeltpatronen die plaatsvonden tussen de metingen van augustus en mei.

"We hebben zowel de eigenschappen van de oceaan voor de gletsjer als de smeltsnelheden gemeten, en we ontdekten dat ze niet verwant zijn op de manier die we hadden verwacht, Jackson zei. "Deze twee reeksen metingen laten zien dat smeltsnelheden aanzienlijk zijn, soms tot een factor 100, hoger dan de bestaande theorie zou voorspellen."

Er zijn twee hoofdcategorieën van gletsjersmelt:ontladingsgedreven en omgevingssmelt. Subglaciale ontlading treedt op wanneer grote volumes, of pluimen, van drijvend smeltwater komt vrij onder de gletsjer. De pluim combineert met het omringende water om snelheid en volume op te nemen terwijl het snel oprijst tegen het gletsjergezicht. De stroming vreet gestaag weg van het gletsjergezicht, ondergraven van de gletsjer voordat ze uiteindelijk in de omringende wateren diffunderen.

De meeste eerdere onderzoeken naar ijs-oceaan-interacties waren gericht op deze afvoerpluimen. de pluimen, echter, beïnvloeden meestal slechts een smal deel van het gletsjergezicht, terwijl omgevingssmelt in plaats daarvan de rest van het gletsjergezicht bedekt.

Voorspellingen hebben geschat dat de omgevingssmelt 10-100 keer minder is dan de ontladingssmelt, en, als zodanig, het wordt vaak genegeerd als onbeduidend, zei Sutherland, die aan het hoofd staat van het Oceans and Ice Lab van de UO.

Het onderzoeksteam ontdekte dat de smeltsnelheden van onderzeeërs hoog waren over het gezicht van de gletsjer gedurende beide onderzochte seizoenen, en dat de smeltsnelheid toeneemt van de lente tot de zomer.

Terwijl de studie zich concentreerde op één in zee eindigende gletsjer, Jackson zei, de nieuwe benadering zou nuttig moeten zijn voor alle onderzoekers die smeltsnelheden op andere gletsjers bestuderen. Dat zou helpen om de projecties van de wereldwijde zeespiegelstijging te verbeteren, voegde ze eraan toe.

"Toekomstige zeespiegelstijging wordt voornamelijk bepaald door hoeveel ijs er in deze ijskappen is opgeslagen, "Zei Sutherland. "We concentreren ons op de oceaan-ijs-interfaces, want daar komt de extra smelt en het ijs vandaan dat bepaalt hoe snel ijs verloren gaat. Om de modellering te verbeteren, we moeten meer weten over waar het smelten plaatsvindt en de feedback die daarbij komt kijken."