De afgelopen veertig jaar hebben het opwarmende klimaat en de temperatuur van de oceanen de Groenlandse ijskap snel veranderd, waardoor er wereldwijd bezorgdheid is ontstaan ​​over mariene ecosystemen en weerpatronen. Het milieu heeft wetenschappers uitgedaagd in hun pogingen om te meten hoe water beweegt en de ijskap doet smelten, omdat apparatuur kan worden vernietigd door ijsbergen die in de buurt van de gletsjers drijven.

Onderzoek van de Universiteit van Maine is verzameld met behulp van een nieuwe aanpak en heeft nieuwe informatie opgeleverd die wetenschappers kan helpen de circulatiepatronen van oceaanwater rond gletsjers beter te begrijpen. Een groep pioniers op het gebied van gletsjeronderzoek bevestigde GPS-apparaten aan ijsbergen en gebruikte hun mobiliteit om de fjordcirculatie te begrijpen, wat uiteindelijk de nauwkeurigheid van klimaatmodellen kan vergroten.

In de zomers van 2014 en 2019 volgden de GPS-apparaten ieder uur veranderingen in de positie van 13 ijsbergen terwijl ze door de Ilulissat-ijsfjord in Groenland richting de oceaan trokken.

Kristin Schild, assistent-professor geomatica van UMaine, begon als onderzoek tijdens haar tijd aan de Universiteit van Oregon en verzamelde de fjordgegevens met een collega van UO, hoogleraar aardwetenschappen en oceanograaf David Sutherland.

In 2020 gebruikte een student, Sydney Baratta, deze datasets als de focus van haar senior capstone-project. Baratta zette het onderzoek naar haar afstudeeronderzoek voort, verwerkte en analyseerde haar bevindingen en publiceerde de resultaten in het Journal of Geophysical Research:Oceans .

Onderzoeksresultaten toonden aan dat de circulatie in de primaire fjord sterk wordt beïnvloed door de zoetwaterstroom van de verbindende zijrivieren, wat van cruciaal belang is om in circulatiemodellen rekening mee te houden. Dergelijke modellen kunnen variëren van het bestuderen van oceaanstromingen tot het voorspellen van de snelheid waarmee de zeespiegel zou kunnen stijgen.

"Het is echt uniek voor het onderzoek dat we de vele ijsbergen in deze fjord kunnen benutten", zegt Baratta.

Ilulissat Icefjord is de thuisbasis van Sermeq Kujalleq, een van de snelste en meest actieve gletsjers ter wereld. Dit maakt de fjord een goede, maar uitdagende locatie om de interactie van gletsjers met de oceaan te begrijpen en te voorspellen hoe de ijzige reuzen reageren op de opwarming van de oceaan.

"Denk aan ijsblokjes in een glas water. Ze drijven", zei Baratta. "Maar als het zich in een fjord bevindt, bewegen de ijsbergen onder invloed van andere krachten zoals wind en stroming. Wat we wilden doen was GPS-trackers op die ijsbergen plaatsen om af te leiden wat de circulatie in de fjord is en te zien hoe dat gebeurt." wordt beïnvloed door de omgeving."

Carlos Moffat, die onderzoek doet naar interacties tussen gletsjers en oceanen en polaire oceanografie aan de Universiteit van Delaware, zei dat apparatuur die in fjorden is gestationeerd vaak wordt verpletterd door alle bewegingen. De manier waarop Schild deze datasets verzamelde, was volgens hem innovatief. In plaats van de ijsbergen als obstakel te zien, gebruikte ze ze als hulpmiddel om de uitrusting te dragen en te beschermen.

"Het is een situatie waarin je geïnteresseerd bent in het vernietigen van je uitrusting", zei Moffat. "Dus wat ze in dit onderzoek hebben gedaan, is feitelijk het script omdraaien."

Impact buiten het Noordpoolgebied

Groenland, waar de Ilulissat Icefjord ligt, en Antarctica hebben de grootste zoetwaterreservoirs van ijs ter wereld. Hoe snel de ijskappen smelten draagt ​​bij aan de wereldwijde stijging van de zeespiegel. Op Groenland en Antarctica "dompelen gletsjers hun tenen" in oceaanwater, zei Moffat, waardoor de opwarming van de oceaan kan versnellen hoe snel het ijs smelt of in ijsbergen uiteenvalt.

Lauren Ross, universitair hoofddocent hydraulica en waterbronnentechniek aan UMaine, zegt dat de bevindingen van Baratta, Schild en Sutherland nuttig zullen zijn voor een reeks onderzoeken met betrekking tot de circulatie van fjorden, inclusief haar expertisegebied:het transport van materiaal in water.

Ze heeft onlangs onderzocht hoe zoet water dat in een fjord stroomt een negatieve invloed heeft op de groei van schadelijke microscopisch kleine algen. Anders dan in Groenland heeft meer zoetwater de economie en de ecosystemen rondom de fjord geholpen.

"Om zo nauwkeurig mogelijk te zijn, moeten we over de meest nauwkeurige gegevens beschikken om in de modellen te verwerken", aldus Ross. "Ik denk dat het steeds belangrijker wordt naarmate het klimaat warmer wordt."

Net als bij de reflectie van Ross zei Schild dat de erkenning dat er veranderingen plaatsvinden in de omgeving het uitgangspunt is. Wetenschappers werken nu aan het opvullen van lacunes in het onderzoek om de veranderende omgeving weer te geven en betere voorspellende modellen te creëren.

"Gletsjers hebben het mondiale klimaat en de ecosystemen miljoenen jaren lang hervormd", zegt Joan Ferrini-Mundy, voorzitter van UMaine. "Nieuw onderzoek van onze wereldberoemde klimaatwetenschappers biedt meer inzicht in de manier waarop zij omgaan met hun omgeving en speelt een cruciale rol bij het voorspellen van onze klimaattoekomst."

Hoewel de steeds veranderende Groenlandse ijskap een dramatische lokale impact heeft, is het de top van een gladde helling die richting veranderingen wereldwijd gaat. Wat er gebeurt in de bevroren fjorden, ruim 3.000 kilometer ten noorden van Maine, heeft gevolgen voor de visgerechten in New England en speelt een rol in de steeds verwoestendere stormen langs de kust.

"Alles is met elkaar verbonden", zei Baratta. "Veranderingen die plaatsvinden in het Noordpoolgebied kunnen doorsijpelende effecten hebben die van invloed zijn op wat we in Maine zien."

Meer informatie: Sydney J. N. Baratta et al, Ilulissat Icefjord Upper-Layer Circulatiepatronen onthuld door GPS-gevolgde ijsbergen, Journal of Geophysical Research:Oceans (2024). DOI:10.1029/2023JC020117

Aangeboden door Universiteit van Maine