Smeltende gletsjers en poolijskappen behoren tot de belangrijkste bronnen van zeespiegelstijging, maar tot nu toe, het water onder hen is verborgen gebleven voor ijsdoordringende radar in de lucht.

Met de detectie van grondwater onder de Hiawatha-gletsjer in Groenland, onderzoekers hebben de mogelijkheid geopend dat water op continentale schaal vanuit de lucht onder andere gletsjers kan worden geïdentificeerd en de projecties van de zeespiegelstijging kan helpen verbeteren. De aanwezigheid van water onder ijskappen is een cruciaal onderdeel dat momenteel ontbreekt in scenario's voor het smelten van gletsjers die een grote invloed kunnen hebben op hoe snel zeeën stijgen, bijvoorbeeld door grote brokken ijs van gletsjers te laten afkalven versus intact te blijven en langzaam te smelten. De bevindingen, gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven 20 mei zou de omvang en kwaliteit van informatie over grondwater dat door de polen van de aarde stroomt drastisch kunnen vergroten, die van oudsher beperkt was tot grondonderzoek over kleine afstanden.

"Als we mogelijk water onder het ijs van andere gletsjers in kaart zouden kunnen brengen met behulp van radar vanuit de lucht, dat is een game-changer, " zei senior studie auteur Dustin Schroeder, een assistent-professor geofysica aan de Stanford's School of Earth, Energie- en milieuwetenschappen (Stanford Earth).

De gegevens werden in 2016 verzameld als onderdeel van NASA's Operation IceBridge met behulp van een breedbandradarsysteem, een nieuwere techniek die pas de laatste jaren in enquêtes wordt gebruikt. Door het bereik van de voor detectie gebruikte radiofrequenties te vergroten, konden de auteurs van het onderzoek twee radarecho's scheiden - van de bodem van de ijskap en de grondwaterspiegel - die door andere systemen samen waren vervaagd. Terwijl het team vermoedde dat er grondwater onder de gletsjer bestond, het was nog steeds verrassend om hun vermoeden bevestigd te zien in de analyses.

"Als je deze anomalieën ziet, meestal komen ze niet uit, " zei hoofdonderzoeksauteur Jonathan Bessette, een afgestudeerde student aan het Massachusetts Institute of Technology die het onderzoek uitvoerde als een SUNY Buffalo-student via het Stanford Summer Undergraduate Research in Geoscience and Engineering Program (SURGE).

Op basis van het radarsignaal het onderzoeksteam heeft twee mogelijke modellen geconstrueerd om de geologie van de Hiawatha-gletsjer te beschrijven:bevroren land met ontdooid ijs eronder of poreus gesteente dat drainage mogelijk maakt, zoals wanneer water naar de bodem van een met knikkers gevulde vaas stroomt. Deze hypothesen hebben verschillende implicaties voor hoe de Hiawatha-gletsjer kan reageren op een opwarmend klimaat.

Grondwatersystemen kunnen een grotere rol spelen dan wat onderzoekers momenteel modelleren in ijskappen voor projecties van zeespiegelstijging, volgens Schröder. De onderzoekers hopen dat hun bevindingen aanleiding zullen geven tot nader onderzoek naar de mogelijkheid voor aanvullende grondwaterdetectie met behulp van radar in de lucht, die mogelijk op grote schaal kan worden ingezet om honderden kilometers aan gegevens per dag te verzamelen.

"Wat de samenleving van ons wil, zijn voorspellingen van de zeespiegel - niet alleen nu, maar in toekomsten met verschillende scenario's voor de uitstoot van broeikasgassen en verschillende opwarmingsscenario's - en het is niet praktisch om een ​​heel continent te onderzoeken met kleine grondpersoneel, "Zei Schroeder. "Grondwater is een belangrijke speler, en we moeten op continentale schaal onderzoeken, zodat we projecties op continentale schaal kunnen maken."