's Werelds op een na grootste ijskap, en de grootste bijdrage aan de wereldwijde zeespiegelstijging, wordt mogelijk onstabiel vanwege breuken die zich ontwikkelen als reactie op een snellere ijsstroom en meer smeltwater dat zich op het oppervlak vormt.

Met behulp van op maat gemaakte drones die sterk genoeg zijn om de extreme Arctische omstandigheden te weerstaan, onderzoekers onder leiding van de Universiteit van Cambridge maakten de eerste drone-gebaseerde observaties van hoe breuken ontstaan ​​onder smeltwatermeren op de Groenlandse ijskap. Deze breuken veroorzaken catastrofale afwatering van het meer, waarbij enorme hoeveelheden oppervlaktewater worden overgebracht naar de kwetsbare omgeving onder het ijs.

De studie, gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences , laat zien hoe het water wordt overgebracht en hoe de ijskap reageert. De onderzoekers ontdekten dat instromend smeltwater het meer uitbreidde en de drainage begon toen de rand van het meer een breuk kruiste, die een jaar eerder is ontstaan.

Elke zomer, duizenden meren vormen zich op de Groenlandse ijskap als het weer warmer wordt. Veel van deze meren kunnen binnen een paar uur leeglopen, het creëren van grotten bekend als moulins, waardoor het water naar de bodem van de ijskap zakt.

Deze holtes blijven doorgaans open voor de rest van het smeltseizoen, als smeltwater van beken en rivieren aan de oppervlakte onder het ijs afdaalt. Aangezien de ijskap typisch een kilometer dik of meer is, de waterstroom naar de moulins is misschien wel de grootste watervallen ter wereld.

Tijdens het onderzoek vanuit een kamp op Store Glacier in het noordwesten van Groenland, het team was getuige van hoe deze breuk actief werd en zich 500 meter verder het meer in verspreidde, waardoor het meer snel leegloopt. Bij meerdere dronevluchten, het team was in staat om de stroom van water in de breuk en het daaropvolgende pad van het water onder het ijs te documenteren.

In een gedetailleerde reconstructie van het evenement, die zelden direct wordt waargenomen, het team, waaronder ook onderzoekers van de universiteiten van Aberystwyth en Lancaster, liet zien hoe het smeltwater nieuwe breuken veroorzaakt, evenals de uitbreiding van slapende fracturen.

In slechts vijf uur, vijf miljoen kubieke meter water - het equivalent van 2, 000 olympische zwembaden - via de breuk naar de bodem van de ijskap afgevoerd, waardoor een nieuwe holte wordt gevormd en het meer wordt teruggebracht tot een derde van het oorspronkelijke volume. Hierdoor versnelde de ijsstroom van een snelheid van twee meter per dag naar meer dan vijf meter per dag toen oppervlaktewater naar de bodem werd overgebracht, die op zijn beurt de ijskap met een halve meter optilde.

De dronebeelden ondersteunen computermodellen die door hetzelfde team van onderzoekers zijn gebruikt om aan te tonen dat drainage van smeltmeren in Groenland in een kettingreactie kan plaatsvinden. De nieuwe studie geeft inzicht in hoe deze kettingreacties kunnen worden geactiveerd, via meren die door bestaande breuken kunnen afvloeien.

"Het is mogelijk dat we de effecten van deze gletsjers op de algehele instabiliteit van de Groenlandse ijskap hebben onderschat, " zei co-eerste auteur Tom Chudley, een doctoraat student aan het Scott Polar Research en de dronepiloot van het team. "Het is zeldzaam om deze snel drainerende meren daadwerkelijk te observeren - we hadden het geluk dat we op het juiste moment op de juiste plaats waren."

"Deze gletsjers bewegen al behoorlijk snel, dus het effect van de meren lijkt misschien niet zo dramatisch als op langzamer bewegende gletsjers elders, maar het totale effect is in feite zeer significant, " zei Dr. Poul Christoffersen, die het onderzoek leidde. "Daten, de meeste waarnemingen worden gedaan door satellieten. Hiermee kunnen we zien wat er over de hele ijskap gebeurt, maar op drones gebaseerde observaties geven veel meer nuance aan ons begrip van deze afwatering van meren. We kunnen ook de vorming en heropening van breuken waarnemen, wat niet mogelijk is vanaf satellieten."

de drones, die werden gebouwd aan het Scott Polar Research Institute, waren uitgerust met een automatische piloot en navigeerden autonoom langs voorgeprogrammeerde vliegroutes in missies die elk maximaal een uur duurden. Door ook GPS aan boord te installeren, het team was in staat om honderden foto's die tijdens elk onderzoek werden genomen nauwkeurig te lokaliseren en aan elkaar te naaien. De foto's werden gebruikt om gedetailleerde 3D-reconstructies van het ijskapoppervlak te maken.

De bevindingen tonen aan dat snelstromende gletsjers in Groenland onderhevig zijn aan aanzienlijke kracht door oppervlaktesmeltwater. Ze laten ook zien dat veranderingen in de ijsstroom op veel kortere tijdschalen plaatsvinden dan tot nu toe mogelijk werd geacht.

Christoffersen leidt het door de EU gefinancierde RESPONDER-project, waarvan dit onderzoek een onderdeel was. Het RESPONDER-team gebruikt de dronebeelden om 'hotspots' te identificeren waar de ijskap zich gevoelig gedraagt.

Met behulp van boorapparatuur, het team onderzoekt nu hoe het water wordt ondergebracht in het basale drainagesysteem en hoe de ijskap de komende decennia kan veranderen naarmate het klimaat blijft opwarmen.

Het verschil tussen sneeuwophoping en ijsverlies in de Groenlandse ijskap bedraagt ​​momenteel een miljard ton ijs dat dagelijks verloren gaat. Dit netto ijsverlies groeit, waardoor de Groenlandse ijskap de grootste bijdrage levert aan de wereldwijde zeespiegelstijging.