The Greenland ice sheet has traditionally been pictured as a bit of a sponge for glacier meltwater, but new research has found it is rapidly losing the ability to buffer its contribution to rising sea levels, says a York University researcher.
York U Professor William Colgan, a co-author on the study published in the journal Nature Climate Change, helped analyse data from three expeditions to the Greenland ice sheet in 2012, 2013 and 2015. The research was done in conjunction with lead researcher Horst Machguth of the Geological Survey of Denmark and Greenland, Mike MacFerrin of the University of Colorado at Boulder and Dirk van As of the Geological Survey of Denmark and Greenland Copenhagen, Denmark.
Colgan spent five weeks with the team in 2013 drilling firn cores in the interior of the Greenland ice sheet. Firn is multi-year compacted snow that is not as dense as glacier ice. Instead, it forms a porous near-surface layer over the ice sheet. Dropped off by a ski-equipped US Air National Guard C-130 Hercules in minus 40 degrees Celsius weather, with 6,000 kilos of supplies and equipment, the team set up several camps and drilled a series of shallow firn cores about 20 metres deep during their time on the ice sheet.
"We were interested in the thin porous near-surface firn layer, and how its physical structure is changing rapidly with climate change," said Colgan of the Lassonde School of Engineering. "The study looked at very recent climate change on the ice sheet, how the last couple of years of melt have really altered the structure of the ice sheet firn and made it behave differently to future melt."
The researchers also towed a radar unit behind their skidoos to gather profiles between core sites along a 100-kilometre path from the low elevation ice sheet margin into the high elevation ice sheet interior. They analysed the firn cores on the spot by cutting them into small sections to quantify their properties, such as their density, so they could compare them with samples collected the following year. "The year-on-year firn changes were quite dramatic," said Colgan.
The team was surprised by what they found. An extreme melt that occurred in 2012 caused a layer of solid ice, several metres thick, to form on top of the porous firn in the low elevation areas of the ice sheet. "In subsequent years, meltwater couldn't penetrate vertically through the solid ice layer, and instead drained along the ice sheet surface toward the ocean," said Colgan. "It overturned the idea that firn can behave as a nearly bottomless sponge to absorb meltwater. Instead, we found that the meltwater storage capacity of the firn could be capped off relatively quickly."
As Machguth said, "Basically our research shows that the firn reacts fast to a changing climate. Its ability to limit mass loss of the ice sheet by retaining meltwater could be smaller than previously assumed."
Because the models scientists use to project Greenland's sea level rise contribution do not presently take firn cap-off into consideration, it means that Greenland's projected sea level rise due to meltwater runoff is likely higher than previously predicted. Getting this newly observed physical process into these models is an important next step for the team.
Using unmanned aerial vehicles, Colgan also plans to begin surveying the changes in ice sheet surface reflectance caused by the development of massive ice layers associated with firn cap-off. There are preliminary indications that firn cap-off is also occurring in the ice caps of the Canadian High Arctic.
แผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ตามเนื้อผ้าแล้วภาพเป็นบิตของฟองน้ำสำหรับเมลท์วอเตอร์ ธารน้ำแข็ง แต่งานวิจัยใหม่พบมันได้อย่างรวดเร็วสูญเสียความสามารถในการบัฟเฟอร์ส่วนของระดับน้ำทะเลสูงขึ้น , กล่าวว่า นักวิจัยมหาวิทยาลัยนิวยอร์กนิวยอร์ก u .
อาจารย์วิลเลี่ยม โกลเกินเป็นผู้เขียนร่วมในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารธรรมชาติการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ ,ช่วยวิเคราะห์ข้อมูลจากสามการเดินทางไปยังกรีนแลนด์แผ่นน้ำแข็งใน 2012 , 2013 และ 2015 ดำเนินการวิจัยร่วมกับนักวิจัยชั้นนำ Horst machguth ของการสำรวจทางธรณีวิทยาของเดนมาร์กและกรีนแลนด์ ไมค์ macferrin ของมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์และเดิร์คฟานของการสำรวจทางธรณีวิทยาของเดนมาร์กและกรีนแลนด์ โคเปนเฮเกน ประเทศเดนมาร์ก .
โกลเกินใช้เวลาห้าสัปดาห์กับทีมในปี 2013 เจาะเฟิร์นแกนภายในของแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ . เฟิร์นเป็นปีอัดหิมะที่ไม่หนาแน่นเหมือนน้ำแข็งธารน้ำแข็ง แต่มันเป็นรูใกล้ชั้นพื้นผิวบนน้ำแข็งแผ่น ส่งโดยสกีอุปกรณ์เราอากาศยามแห่งชาติ 130 เฮอร์คิวลิสในลบ 40 องศาเซลเซียส สภาพอากาศ กับ 6000 กิโลกรัม วัสดุและอุปกรณ์ทีมตั้งหลายค่ายและเจาะชุดแกนเฟิร์นตื้นประมาณ 20 เมตรลึกในช่วงเวลาของพวกเขาในน้ำแข็งแผ่น
" เราสนใจในบาง พรุนใกล้ชั้นเฟิร์นพื้นผิวและวิธีการโครงสร้างทางกายภาพของมันคือการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ " ว่า โกลเกินของ lassonde โรงเรียนวิศวกรรม” การศึกษามองที่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมากล่าสุดบนน้ำแข็งแผ่นว่าคู่สุดท้ายของปี ทำให้มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของน้ำแข็งจริงๆแผ่นเฟิร์นและทำให้มันทำตัวแตกต่างกับอนาคตละลาย "
นักวิจัยยังลากจูงเรดาร์หน่วยอยู่หลัง skidoos รวบรวมโพรไฟล์ ระหว่างหลักกิโลเมตรที่ 100 เว็บไซต์ตามเส้นทางจากระดับความสูงต่ำในแผ่นน้ำแข็งขอบสูงระดับความสูงน้ำแข็งแผ่น ตกแต่งภายในพวกเขาวิเคราะห์เฟิร์นแกนบนจุด โดยการตัดพวกเขาออกเป็นส่วนเล็ก ๆที่มีคุณสมบัติของพวกเขาเช่นความหนาแน่นของพวกเขาดังนั้นพวกเขาสามารถเปรียบเทียบกับจำนวนปีต่อไป " การเปลี่ยนแปลงจากเฟิร์นค่อนข้างดราม่า " โกลเกิน
ทีมงานประหลาดใจโดยสิ่งที่พวกเขาพบ สุดขีดละลายที่เกิดขึ้นใน 2012 ทำให้ชั้นน้ำแข็งหนาหลายเมตร , ทึบ ,แบบฟอร์มด้านบนของเฟิร์นที่มีรูพรุนในพื้นที่ระดับความสูงต่ำของแผ่นน้ำแข็ง” ในต่อมาปี เมลท์วอเตอร์ ไม่สามารถเจาะแนวตั้งผ่านชั้นน้ำแข็งที่แข็งและแทนที่จะระบายไปตามแผ่นน้ำแข็งพื้นผิวสู่มหาสมุทร , " กล่าวว่าโกลเกิน” มันกลับด้านความคิดว่าเฟิร์นจะเหมือนฟองน้ำเกือบลึกดูดเมลท์วอเตอร์ . แทนเราจะพบว่า เมลท์วอเตอร์ ความจุของเฟิร์นสามารถปกคลุมปิดค่อนข้างรวดเร็ว . "
เป็น machguth กล่าวว่า " โดยพื้นฐานการวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่ามีปฏิกิริยารวดเร็วเฟิร์นสภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลง . ความสามารถในการ จำกัด การสูญเสียมวลของน้ำแข็งแผ่นโดยการเมลท์วอเตอร์ อาจจะเล็กกว่าที่คาดไว้ก่อนหน้านี้ "
เพราะรูปแบบนักวิทยาศาสตร์ใช้โครงการของกรีนแลนด์ระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้นบริจาคไม่ได้ ปัจจุบันใช้หมวกเฟิร์นออกพิจารณา หมายความว่าของกรีนแลนด์คาดการณ์ระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้น เนื่องจากเมลท์วอเตอร์ น้ำท่ามีแนวโน้มสูงกว่าที่คาดการณ์ไว้ก่อนหน้านี้ . ต้นนี้เพิ่งสังเกตกระบวนการทางกายภาพในรูปแบบเหล่านี้เป็นขั้นตอนสำคัญต่อไปสำหรับทีม
ใช้ยานพาหนะทางอากาศที่ไร้คนขับ ,โกลเกินยังวางแผนที่จะเริ่มต้นการสำรวจการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวสะท้อนแผ่นน้ำแข็งที่เกิดจากการพัฒนาของชั้นน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับเฟิร์นหมวกปิด มีการบ่งชี้เบื้องต้นว่าเฟิร์นหมวกออกยังเกิดขึ้นในน้ำแข็งของแคนาดาสูงอาร์กติก
การแปล กรุณารอสักครู่..
