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Herauszufinden, was unter einem Kilometer (mehr als einer halben Meile) festem grönländischem Eis passiert, ist für Wissenschaftler nicht einfach, aber das Auf- und Absteigen von „Wasserblasen“ könnte dementsprechend einige wichtige Einblicke in den tiefen Fluss von Wasser und Eis bieten . für ein neues Studium.
Diese Blasen bilden sich zwischen dem Eisschild und dem darunter liegenden Gestein und sie entstehen, wenn Seen mit natürlichem Schmelzwasser an der Oberfläche durch Risse im Eis fließen und Hohlräume füllen. Von dort versickert das Wasser in das Entwässerungssystem unter dem Gletscher.
Durch eine Kombination aus Feldmessungen, Modellierung und Laborexperimenten haben Forscher nun herausgefunden, dass diese Blasen das Eis bei seiner Bildung nach oben drücken und beim Rückzug wieder sinken lassen können.
Dies bedeutet, dass sie verwendet werden können, um die Permeabilität – die Effizienz von Wassersystemen, die sich zwischen dem Eis und dem darunter liegenden Gestein bilden – abzuschätzen und besser zu verstehen, wie sich die durch den Klimawandel verursachte erhöhte Schmelze auf die Gesamtstabilität des Eisschildes auswirkt.
“Wir wissen, dass sich die Oberflächenschmelzzone bei künftiger Klimaerwärmung ausdehnen und in höhere Lagen verschieben könnte, als derzeit beobachtet wird.” Der Geologe Cheng Yao Lai sagt: von der Princeton University.
“Die große Frage, die noch beantwortet werden muss, ist jedoch, wie viel Durchlässigkeit in Innenräumen erhöht werden kann.”
Lai und ihr Team untersuchten fünf Seeentwässerungsereignisse von 2006 bis 2012 und verwendeten Methoden wie GPS-Tracking, um das Entwässerungsvolumen, die Oberflächenverschiebungen und die Blasenbildung unter dem Eis zu überwachen.
Die Zeit, die das Eis brauchte, um nach dem Verschwinden der Blasen wieder abzusinken, variierte stark, was auf wichtige Unterschiede im subglazialen Drainagesystem unter ihnen hindeutet.
Nachdem die Forscher analytische Modelle entwickelt hatten, die den Feldbeobachtungen, die sie sahen, entsprechen, führten die Forscher im Labor Experimente mit einer verformbaren Siliziumschicht als Eis und einem porösen Material als darunterliegendem Gestein durch. Diese Tests halfen ihnen, ihre Modelle noch weiter zu verbessern.
„Das System ist klein genug, um es in einer Hand zu halten, und das Material ist transparent, sodass wir die Blasenform und das Abfließen im porösen Substrat im Laufe der Zeit direkt beobachten konnten.“ Maschinenbauingenieur Daniel Chase sagt: von der Princeton University.
Wenn Wasser durch das Eis fließt und Blasen bildet, kann es als Gleitmittel zwischen einem Gletscher und dem Boden, auf dem er sitzt, wirken. Es gibt Hinweise darauf, dass sich diese Instabilität mit steigender Temperatur und zunehmender Schmelze wahrscheinlich verschlimmern wird.
Mit dem jetzt verfügbaren neuen Modell sollen Wissenschaftler potenzielle Destabilisierung genauer messen können, indem sie die Durchlässigkeit und ihre Veränderungen im Laufe der Zeit analysieren.
Der nächste Schritt besteht darin, diese Ergebnisse anzuwenden, um ein besseres Verständnis der Vorgänge unter dem grönländischen Eisschild zu erhalten – insbesondere im Landesinneren und höher gelegenen Regionen, wo die aktuellen Daten unvollständig sind und es sehr schwierig wird, Messungen vorzunehmen.
„Der potenzielle Effekt besteht darin, dass der Zusammenhang zwischen Oberflächenschmelze und der Entwicklung des subglazialen Wassersystems nicht nur in niedrigeren Höhen, wie derzeit beobachtet, sondern auch in höheren Lagen aktiviert werden könnte.“ Lay sagt.
“Weitere Beobachtungen der saisonalen Veränderungen der subglazialen Permeabilität als Reaktion auf die Oberflächenschmelze werden benötigt, um zu verstehen, was passieren könnte, wenn die Schmelze in höher gelegene Regionen wandert.”
Die Suche wurde veröffentlicht in Naturverbindungen.
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