De store isstrømme i Antarktis og Grønland er som frosne floder, der bærer is fra de massive indre isark til havet-og en ændring i deres dynamik vil bidrage væsentligt til stigning i havniveauet.
For at estimere, hvor meget havstand der vil stige, er klimaforskere afhængige af computersimuleringer af isstrømmene. Indtil nu har de baseret disse simuleringer på en antagelse om, at isstrømmene flyder langsomt, men støt i havet som tyk honning.
Satellitmålinger af flowhastigheden for isstrømme viser imidlertid, at sådanne simuleringer er unøjagtige og har mangler til korrekt at afspejle virkeligheden. Dette fører til betydelige usikkerheder i estimater af, hvor meget masse isstrømmene mister, og hvor hurtigt og hvor høje havstand vil stige.
Ice streamer både dommer og flow
Nu har et team af forskere ledet af ETH -professor Andreas Fichtner gjort en uventet opdagelse: dybt inde i isstrømmene er der utallige svage jordskælv, der finder sted, der udløser hinanden og forplantes over afstande på hundreder af meter.
Denne opdagelse hjælper med at forklare uoverensstemmelsen mellem aktuelle simuleringer af isstrømme og satellitmålinger, og de nye fund bør også påvirke den måde, isstrømme simuleres i fremtiden.
Papiret offentliggøres i tidsskriftet Videnskab.
“Antagelsen om, at isstrømme kun flyder som tyktflydende honning, er ikke længere holdbar. De bevæger sig også med en konstant stick-slip-bevægelse,” siger Fichtner. ETH -professoren er overbevist om, at denne konstatering vil blive integreret i simuleringer af isstrømme, hvilket gør estimater af ændringer i havoverfladen mere nøjagtige.
Gåder, der vedrører iskerner, der blev løst
Isskælvene forklarer oprindelsen af adskillige fejlplaner mellem iskrystaller i iskerner opnået fra store dybder. Disse fejlfly er resultatet af tektoniske skift og har været kendt af forskere i årtier, selvom der ikke var fundet nogen forklaring for dem indtil nu.
“Det faktum, at vi nu har opdaget disse isskælv, er et centralt skridt hen imod at få en bedre forståelse af deformationen af isstrømme på små skalaer,” forklarer Olaf Eisen, professor ved Alfred Wegener Institute og en af undersøgelsens medforfattere .
Undersøgelsen fra dette internationale forskerteam ledet af ETH Zürich involverede forskere fra Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI), University of Strasbourg, Niels Bohr Institute (NBI), det schweiziske føderale institut WSL og andre universiteter.
Brand og is er relateret
Det faktum, at disse isskælv ikke kan observeres på overfladen og derfor har været uopdaget indtil nu, skyldes et lag vulkanske partikler placeret 900 meter under isens overflade.
Dette lag stopper jordskælvene i at forplantes til overfladen. Analyse af ICE -kernen viste, at disse vulkanske partikler stammer fra et massivt udbrud af Mount Mazama i det, der nu er Oregon (USA) for ca. 7.700 år siden.
“Vi blev forbløffet over dette tidligere ukendte forhold mellem dynamikken i en isstrøm og vulkanudbrud,” husker Fichtner.
ETH -professoren bemærkede også, at isskælvene starter fra urenheder i isen. Disse urenheder er også rester fra vulkaner: små spor af sulfater, der kom ind i atmosfæren i vulkanudbrud og fløj halvvejs rundt om i verden, før de blev deponeret på det grønlandske isplade i snefald. Disse sulfater reducerer isens stabilitet og favoriserer dannelse af mikrofissioner.
Et 2.700 meter borehul i isen
Forskerne opdagede isskælvene ved hjælp af et fiberoptisk kabel, der blev indsat i et 2.700 meter-dybt borehul og registrerede seismiske data fra en massiv isstrøm for første gang.
Dette borehul blev boret i isen af forskere fra East Grønland Ice-Core Project (Eastgrip), ledet af Niels Bohr Institute og stærkt støttet af Alfred Wegener Institute, hvilket resulterede i udtrækningen af en 2.700 meter lang iskern.
Når boringsarbejdet var afsluttet, benyttede forskerne lejligheden til at sænke et fiberoptisk kabel 1.500 meter ind i borehullet og rekordsignaler fra isstrømmen kontinuerligt i 14 timer.
Forskningsstationen og borehullet er placeret på den nordøstlige grønlands isstrøm (Negis), omkring 400 kilometer fra kysten. Negis er den største isstrøm på den grønlandske isplade, hvis tilbagetog er en stor bidragyder til den nuværende stigende havniveau. I området med forskningsstationen bevæger isen sig mod havet med en hastighed på omkring 50 meter om året.
Da is -jordskælv ofte forekommer over et bredt område i forskernes målinger, mener eth -forsker Fichtner, at det også er plausibelt, at de forekommer i isstrømme overalt, hele tiden. For at verificere dette vil det dog være nødvendigt at foretage seismiske målinger af denne art i andre borehuller – og der er allerede planer om at gøre netop det.