Výzkumníci pozorovali extrémně vysoké rychlosti tání na dně grónského ledového štítu, způsobené obrovským množstvím tající vody padající z povrchu na základnu. Jak voda z tající vody klesá, energie se přeměňuje na teplo v procesu, jako je hydroelektrická energie generovaná velkými přehradami.
Mezinárodní tým vědců vedený univerzitou v Cambridge zjistil, že účinek tání vody sestupující z povrchu ledového příkrovu na dno – kilometr nebo více níže – je zdaleka největším zdrojem tepla pod ním. druhý největší ledový příkrov na světě, což vede k fenomenálně vysokým rychlostem tání na jeho základně.
Mazací účinek tající vody má silný vliv na pohyb ledovců a množství ledu vypouštěného do oceánu, ale přímé měření podmínek pod kilometrem ledu je výzvou, zejména v Grónsku, kde ledovce patří mezi nejrychleji se pohybující na světě.
Tento nedostatek přímých měření ztěžuje pochopení dynamického chování grónského ledového štítu a předpovídání budoucích změn. Vzhledem k tomu, že ztráty ledu jsou spojeny s táním i vypouštěním, Grónský ledový štít je nyní největším samostatným přispěvatelem ke globálnímu vzestupu hladiny moří.
Nyní, ve studii publikované v Proceedings of the National Academy of Sciences, tým pod vedením Cambridge zjistil, že gravitační energie tající vody tvořící se na povrchu se přeměňuje na teplo, když je přenesena do základny velké praskliny v ledu.
Každé léto se na povrchu grónského ledového štítu tvoří tisíce jezer a potoků s tající vodou, protože teploty rostou a denní sluneční světlo přibývá. Mnoho z těchto jezer rychle odtéká na dno ledové pokrývky, propadá se trhlinami a velkými zlomy, které se tvoří v ledu. S pokračující dodávkou vody z potoků a řek zůstávají spojení mezi povrchem a korytem často otevřená.
V rámci projektu RESPONDER financovaného EU studoval profesor Poul Christoffersen z Cambridge's Scott Polar Research Institute tato jezera s tající vodou, jak a proč se tak rychle vypouštějí, a jaký vliv mají na celkové chování ledový příkrov, protože globální teploty stále rostou.
Současná práce, která zahrnuje výzkumníky z Aberystwyth University, je vyvrcholením sedmileté studie zaměřené na Store Glacier, jeden z největších odbytišť z grónského ledového příkrovu.
„Při studiu bazálního tání ledových příkrovů a ledovců se díváme na zdroje tepla, jako je tření, geotermální energie, latentní teplo uvolněné při zamrzání vody a tepelné ztráty do ledu nahoře,“řekl Christoffersen."Ale to, na co jsme se ve skutečnosti nedívali, bylo teplo generované samotnou odtékající vodou z tajícího ledu. Ve vodě, která se tvoří na povrchu, je uloženo velké množství gravitační energie, a když spadne, energie musí někam jít."
K měření bazálních rychlostí tání použili vědci fázově citlivé radio-echo sondování, což je technika vyvinutá v British Antarctic Survey a používaná dříve na plovoucích ledových příkrovech v Antarktidě.
„Nebyli jsme si jisti, že tato technika bude fungovat i na rychle tekoucím ledovci v Grónsku,“řekl první autor Dr. Tun Jan Young, který radarový systém nainstaloval na Store Glacier v rámci svého doktorského studia v Cambridge.. "Ve srovnání s Antarktidou se led deformuje opravdu rychle a v létě je tam hodně tání vody, což komplikuje práci."
Bazální rychlosti tání pozorované radarem byly často stejně vysoké jako rychlosti tání naměřené na povrchu meteorologickou stanicí: povrch však přijímá energii ze slunce, zatímco základna nikoli. Aby vysvětlili výsledky, spojili se vědci z Cambridge s vědci z Kalifornské univerzity Santa Cruz a Geological Survey of Denmark and Grónsko.
Výzkumníci vypočítali, že až 82 milionů metrů krychlových roztavené vody bylo každý den během léta 2014 přeneseno do dna Store Glacier. energie vyráběná přehradou Tři soutěsky v Číně, největší vodní elektrárnou světa. S oblastí tání, která se na vrcholu léta rozšiřuje na téměř milion čtverečních kilometrů, produkuje Grónský ledový štít více vodní energie než deset největších světových vodních elektráren dohromady.
"Vzhledem k tomu, čeho jsme svědky ve vysokých zeměpisných šířkách, pokud jde o změnu klimatu, by se tato forma vodní energie mohla snadno zdvojnásobit nebo ztrojnásobit, a tato čísla stále ani nezapočítáváme, když odhadujeme příspěvek ledového příkrovu k moři. zvýšení hladiny,“řekl Christoffersen.
Pro ověření vysokých bazálních rychlostí tání zaznamenaných radarovým systémem tým integroval nezávislá měření teploty ze senzorů instalovaných v nedalekém vrtu. Na základně zjistili teplotu vody až +0,88 stupně Celsia, což je neočekávaně teplo na základnu ledového příkrovu s bodem tání -0,40 stupně.
"Pozorování vrtu potvrdilo, že voda z tání se při dopadu na dno zahřívá," řekl Christoffersen. "Důvodem je, že bazální drenážní systém je mnohem méně účinný než zlomy a kanály, které přivádějí vodu přes led. Snížená účinnost drenáže způsobuje ohřívání třením uvnitř vody samotné. Když jsme tento zdroj tepla vyřadili z našich výpočtů, teoretické odhady rychlosti tání byly o celé dva řády mimo. Teplo generované padající vodou taje led zdola nahoru a rychlost tání, kterou uvádíme, je naprosto bezprecedentní."
Studie představuje první konkrétní důkaz mechanismu ztráty hmoty ledového příkrovu, který ještě není zahrnut v projekcích globálního vzestupu hladiny moří. Zatímco vysoké rychlosti tání jsou specifické pro teplo produkované v subglaciálních drenážních cestách vedoucích povrchovou vodu, objem povrchové vody produkovaný v Grónsku je obrovský a stále roste a téměř všechna odtéká do dna.
Výzkum částečně podpořila Evropská unie a Evropská rada pro výzkum.
