science >> Wetenschap >  >> Natuur

Mysterie van overstromingen in gletsjermeer opgelost

De warmwaterboor die werd gebruikt om door de gletsjer naar de subglaciale meren te boren. De boorsteel bevindt zich honderden meters lager in het ijs, opgehangen aan een rubberen slang waardoor heet water naar beneden wordt gepompt. Krediet:Eric Gaidos

Een al lang bestaand mysterie in de studie van gletsjers werd onlangs - en bij toeval - opgelost door een team onder leiding van de astrobioloog en aardwetenschapper Eric Gaidos van de Universiteit van Hawai'i in Mānoa. Hun bevindingen werden deze week gepubliceerd in het tijdschrift Geofysische onderzoeksbrieven .

Het mysterie omvat overstromingen of "jokulhlaups" die plotseling en onvoorspelbaar opduiken uit gletsjers of ijskappen zoals die in IJsland, waar vulkanische hitte het ijs doet smelten en water zich ophoopt in meren onder de gletsjers. Wetenschappers hebben lang de ontwikkeling van deze overstromingen bestudeerd, die enkele van de grootste op aarde zijn.

"Deze overstromingen kunnen de beweging van sommige gletsjers beïnvloeden en vormen een aanzienlijk gevaar in IJsland, " zei Gaidos, professor aan de UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST). "Maar het mechanisme en de timing van het begin van deze overstromingen zijn niet begrepen."

Vervolgens, in juni 2015, een onverwachte reeks gebeurtenissen onthulde hoe deze overstromingen ontstaan.

Die zomer, Gaidos en collega's boorden een gat in een van de IJslandse meren om het microbiële leven te bestuderen. Tijdens het verzamelen van monsters door het boorgat, het team merkte een neerwaartse stroom op, als een badkuipafvoer, in het gat.

"De stroom was zo sterk dat we bijna onze sensoren en bemonsteringsapparatuur in het gat verloren, " zei Gaidos. "We vermoedden dat we per ongeluk een watermassa in de gletsjer hadden verbonden met het meer eronder. Die watermassa stroomde snel het meer in."

Illustratie van de waterbeweging die de overstroming van juni 2015 kan hebben veroorzaakt (pijlen geven de stroomrichting aan):het subglaciale meer, opgewarmd tot 4 C door geothermische input, het hooggelegen reservoir gevoed door de zomer smelt door de firnlaag, een met water gevuld systeem van spleten en leidingen (moulins), ons boorgat, en de uitlaat onder de ijsdam. Krediet:Gaidos, et al. (2020)

Een paar dagen later, nadat het team de gletsjer had verlaten, het meer liep leeg in een overstroming. Gelukkig, de overstroming was klein en de IJslanders hebben een uitgebreid systeem voor vroegtijdige waarschuwing op hun rivieren, zodat er geen mensen gewond raakten, noch infrastructuur beschadigd in dit geval, Gaidos verzekerd.

De onderzoekers gebruikten een computermodel van de afvoer van de stroom door het gat, en het effect ervan op het meer, om aan te tonen dat dit de overstroming had kunnen veroorzaken.

"We ontdekten dat de gletsjer kleinere watermassa's kan bevatten boven de meren die worden gevoed door het smelten in de zomer, " zei Gaidos. "Als dit waterlichaam hydraulisch met het meer is verbonden, stijgt de druk in het meer en kan het water onder de gletsjer weglopen."

In juni 2015 een team onder leiding van Gaidos gebruikte heet water om een ​​gat door 250 meter ijs te smelten om een ​​meer onder een gletsjer in IJsland te bemonsteren. Krediet:Eric Gaidos

Terwijl het team in 2015 een kunstmatige verbinding met het meer maakte, natuurlijke verbindingen kunnen ontstaan ​​wanneer water van regen of smeltende sneeuw zich ophoopt in spleten en de druk uiteindelijk een scheur door de gletsjer naar het meer dwingt. Deze ontdekking geeft een nieuw inzicht in hoe deze overstromingen kunnen ontstaan ​​en hoe dit afhankelijk is van het weer en het seizoen.

Medewerkers in IJsland blijven dit fenomeen onderzoeken met behulp van radio-echo-geluiden om te zoeken naar waterlichamen in het ijs, evenals het bestuderen van het grotere meer eronder.