Ο επιταχυνόμενος ρυθμός τήξης καθιστά το στρώμα πάγου της Γροιλανδίας το μεγαλύτερο φράγμα στον κόσμο

Οι ερευνητές παρατήρησαν εξαιρετικά υψηλά ποσοστά τήξης στον πυθμένα του στρώματος πάγου της Γροιλανδίας, λόγω τεράστιων ποσοτήτων λιωμένου νερού που πέφτουν από την επιφάνεια στη βάση. Καθώς πέφτει το νερό τήξης, η ενέργεια μετατρέπεται σε θερμότητα σε μια διαδικασία όπως η υδροηλεκτρική ενέργεια από μεγάλα φράγματα.

Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων, με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, διαπίστωσε ότι η επίδραση του υδατοδιαλυτό Η κάθοδος από την επιφάνεια του στρώματος πάγου στο κατώτερο στρώμα – ένα χιλιόμετρο ή περισσότερο – είναι μακράν η μεγαλύτερη πηγή θερμότητας κάτω από το δεύτερο μεγαλύτερο στρώμα πάγου στον κόσμο, με αποτέλεσμα Ένας υψηλός βαθμός διαλυτότητα στη βάση του.

Η λιπαντική επίδραση του λιωμένου νερού έχει ισχυρή επίδραση στην κίνηση των παγετώνων και στην ποσότητα του πάγου που απορρίπτεται στον ωκεανό, αλλά η μέτρηση των συνθηκών κάτω από 1 km πάγου είναι δύσκολη, ιδιαίτερα στη Γροιλανδία όπου οι παγετώνες είναι από τους ταχύτερα κινούμενους στον κόσμο.

Αυτή η έλλειψη άμεσων μετρήσεων καθιστά δύσκολη την κατανόηση της δυναμικής συμπεριφοράς του στρώματος πάγου της Γροιλανδίας και την πρόβλεψη μελλοντικών αλλαγών. Επειδή οι απώλειες πάγου έχουν συνδεθεί με την τήξη και την απαέρωση, το στρώμα πάγου της Γροιλανδίας είναι πλέον ο μόνος μεγαλύτερος παράγοντας που συμβάλλει στην παγκόσμια άνοδο της στάθμης της θάλασσας.

Τώρα, σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας ΕπιστημώνΗ ομάδα υπό την ηγεσία του Κέμπριτζ ανακάλυψε ότι η βαρυτική ενέργεια από το σχηματισμό του νερού τήξης στην επιφάνεια μετατρέπεται σε θερμότητα όταν μεταφέρεται στη βάση μέσω μεγάλων ρωγμών στον πάγο.

Κάθε καλοκαίρι, χιλιάδες λίμνες και ρυάκια τήξης σχηματίζονται στην επιφάνεια του Πάγου της Γροιλανδίας καθώς οι θερμοκρασίες αυξάνονται και το φως του ήλιου αυξάνεται καθημερινά. Πολλές από αυτές τις λίμνες αποστραγγίζονται γρήγορα στον πυθμένα του στρώματος πάγου, πέφτοντας μέσα από μεγάλες ρωγμές και ρωγμές που σχηματίζονται στον πάγο. Με τη συνεχή παροχή νερού από ρυάκια και ποτάμια, οι συνδέσεις μεταξύ του καταστρώματος και της κοίτης παραμένουν συχνά ανοιχτές.

Ως μέρος της χρηματοδότησης της ΕΕ αναμεταδότης Ο καθηγητής Paul Kristofferson του Scott Polar Research Institute στο Κέμπριτζ έχει μελετήσει τις λίμνες λιωμένου νερού, πώς και γιατί αποστραγγίζονται τόσο γρήγορα και τον αντίκτυπό τους στη συνολική συμπεριφορά του στρώματος πάγου καθώς οι παγκόσμιες θερμοκρασίες συνεχίζουν να αυξάνονται.

Η τρέχουσα εργασία, η οποία περιλαμβάνει ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Aberystwyth, είναι το αποκορύφωμα μιας επταετούς μελέτης που επικεντρώθηκε στο Store Glacier, έναν από τους μεγαλύτερους αεραγωγούς πάγου της Γροιλανδίας.

«Όταν μελετάμε το πρωταρχικό λιώσιμο των φύλλων πάγου και των παγετώνων, εξετάζουμε πηγές θερμότητας όπως η τριβή, η γεωθερμική ενέργεια και η λανθάνουσα θερμότητα που απελευθερώνεται καθώς το νερό παγώνει και η απώλεια θερμότητας στον πάγο πάνω», είπε ο Kristofferson. “Αλλά αυτό που δεν έχουμε πραγματικά εξετάσει είναι η θερμότητα από την ίδια την εκκένωση του λιωμένου νερού. Υπάρχει πολλή βαρυτική ενέργεια αποθηκευμένη στο νερό που σχηματίζεται στην επιφάνεια και όταν πέφτει, η ενέργεια πρέπει να πάει κάπου.”

Για να μετρήσουν τους βασικούς ρυθμούς τήξης, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ήχο ραδιοηχούς ευαίσθητης στη φάση, μια τεχνική που αναπτύχθηκε στο British Antarctic Survey και χρησιμοποιήθηκε προηγουμένως σε πλωτά στρώματα πάγου στην Ανταρκτική.

«Δεν ήμασταν σίγουροι ότι αυτή η τεχνολογία θα λειτουργούσε επίσης σε έναν ταχέως ρέον παγετώνα της Γροιλανδίας», είπε ο πρώτος συγγραφέας Δρ Tun Gan Young, ο οποίος εγκατέστησε το σύστημα ραντάρ στο Store Glacier ως μέρος της διδακτορικής του διατριβής. στο Κέμπριτζ. «Σε σύγκριση με την Ανταρκτική, οι πάγοι παραμορφώνονται πολύ γρήγορα και υπάρχει πολύ λιωμένο νερό το καλοκαίρι, γεγονός που περιπλέκει τη δουλειά».

Οι βασικοί ρυθμοί τήξης που παρατηρήθηκαν με το ραντάρ ήταν συχνά τόσο υψηλοί όσο οι ρυθμοί τήξης που μετρήθηκαν στην επιφάνεια με έναν μετεωρολογικό σταθμό: ωστόσο, η επιφάνεια λαμβάνει ενέργεια από τον ήλιο ενώ η βάση όχι. Για να ερμηνεύσουν τα αποτελέσματα, οι ερευνητές του Cambridge συνεργάστηκαν με επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια Santa Cruz και το Γεωλογικό Ινστιτούτο της Δανίας και της Γροιλανδίας.

Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι έως και 82 εκατομμύρια κυβικά μέτρα λιωμένου νερού μεταφέρονταν στον πυθμένα του παγετώνα Store το καλοκαίρι του 2014. Εκτίμησαν την ενέργεια που παράγεται από την πτώση του νερού σε περιόδους μέγιστης ισχύος τήξης που παράγεται από το φράγμα Three Gorges της Κίνας. ο μεγαλύτερος υδροηλεκτρικός σταθμός στον κόσμο.ο επιστήμονας. Με μια περιοχή τήξης που εκτείνεται σε σχεδόν ένα εκατομμύριο τετραγωνικά χιλιόμετρα στο απόγειο του καλοκαιριού, το στρώμα πάγου της Γροιλανδίας παράγει περισσότερη υδροηλεκτρική ενέργεια από τα δέκα μεγαλύτερα στον κόσμο. υδροηλεκτρονική ενέργεια συνδυασμένους σταθμούς.

«Δεδομένου αυτού που βλέπουμε σε μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη όσον αφορά την κλιματική αλλαγή, αυτή η μορφή υδροηλεκτρικής ενέργειας θα μπορούσε εύκολα να διπλασιαστεί ή να τριπλασιαστεί, και εξακολουθούμε να μην συμπεριλαμβάνουμε αυτούς τους αριθμούς ακόμη και όταν υπολογίζουμε τη συμβολή του στρώματος πάγου στην άνοδο της στάθμης της θάλασσας», είπε. . Κρίστοφερσεν.

Για να επαληθεύσει τους υψηλούς βασικούς ρυθμούς τήξης που καταγράφονται από το σύστημα ραντάρ, η ομάδα συνδύασε ανεξάρτητες μετρήσεις θερμοκρασίας από αισθητήρες που είναι εγκατεστημένοι σε ένα κοντινό πηγάδι. Στη βάση διαπίστωσαν ότι το νερό έχει θερμοκρασία +0,88 βαθμούς Κελσίου, η οποία είναι απροσδόκητα ζεστή για τη βάση ενός στρώματος πάγου με σημείο τήξης -0,40 βαθμούς.

«Οι παρατηρήσεις των πηγαδιών επιβεβαίωσαν ότι το νερό τήξης ανεβαίνει όταν χτυπήσει στο κρεβάτι», είπε ο Kristofferson. “Ο λόγος είναι ότι το πρωτεύον σύστημα αποστράγγισης είναι πολύ λιγότερο αποτελεσματικό από τα σπασίματα και τα κανάλια που μετακινούν το νερό μέσω του πάγου. Η χαμηλή απόδοση αποστράγγισης οδηγεί σε θέρμανση με τριβή μέσα στο ίδιο το νερό. Όταν εξαιρέσαμε αυτήν την πηγή θερμότητας από τους υπολογισμούς μας, θεωρητικές εκτιμήσεις ο ρυθμός τήξης ήταν δύο ολόκληρες τάξεις μεγέθους Η θερμότητα που παράγεται από το νερό που πέφτει λιώνει τον πάγο από κάτω προς τα πάνω και ο ρυθμός τήξης που αναφέρουμε είναι απολύτως άνευ προηγουμένου.»

Η μελέτη παρέχει τα πρώτα συγκεκριμένα στοιχεία για τον μηχανισμό απώλειας μάζας πάγου, ο οποίος δεν έχει ακόμη συμπεριληφθεί στις προβλέψεις για την παγκόσμια άνοδο της στάθμης της θάλασσας. Ενώ οι υψηλοί ρυθμοί τήξης είναι ειδικά για τη θερμότητα που παράγεται σε υποπαγετικές οδούς αποστράγγισης που μεταφέρουν επιφανειακά ύδατα, ο όγκος των επιφανειακών υδάτων που παράγονται στη Γροιλανδία είναι τεράστιος και αυξάνεται, σχεδόν το σύνολο των οποίων αποστραγγίζεται στον πυθμένα.