Forscher der Georgia Tech haben ein neues Modell entwickelt, um zu verstehen, wie Wasser unter Gletschern fließt. Ihre Theorie legt nahe, dass doppelt so viel Wasser wie bisher angenommen unter den Gletschern in den Ozean abfließt. Dies könnte dazu führen, dass das Schmelzen der Gletscher beschleunigt wird, der Meeresspiegel steigt und biologische Störungen verursacht werden. Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse in der Fachzeitschrift Science Advances. Das Modell verwendet einfache Gleichungen, um die Geschwindigkeit des Grundwasserabflusses vorherzusagen und nutzt dafür Satellitenmessungen der Antarktis aus den letzten beiden Jahrzehnten. Dies ermöglicht schnellere Vorhersagen, die in Sekunden auf einem Laptop durchgeführt werden können.
Die Forscher betonen, dass dies die erste mathematisch einfache Modellierung des Wasseraustauschs unter Eisflächen ist. Das Modell zeigt, dass unter Gletschern eine potenziell signifikante Menge an Wasser vorhanden ist, die die Geschwindigkeit des Eisflusses und das Schmelzen beeinflussen kann.
Das Verständnis des Wasseraustauschs und der Schmelze kann nicht nur Auswirkungen auf den Meeresspiegel haben, sondern auch Meeresbiologen helfen, Muster der marinen Produktivität und mögliche zukünftige Veränderungen in diesen Gebieten zu bestimmen. Das Team hofft, mit Grundwasserhydrologen zusammenzuarbeiten, um die Dynamik der Eisschilde weiter zu erforschen und die Eigenschaften wasserbeladener Sedimente durch Feldarbeit besser zu verstehen.
Zusammenfassend liefert das von Robel und Sim entwickelte Modell eine einfache Gleichung zur Vorhersage des Abflusses subglazialen Wassers unter Eisflächen. Die Forschung zeigt das Potenzial für verstärktes Gletscherschmelzen, steigenden Meeresspiegel und Veränderungen in der marinen Produktivität durch das größer als erwartete Ausmaß an Wasser, das unter Gletschern in den Ozean abfließt. Eine Zusammenarbeit und weitere Feldarbeit sind notwendig, um das Modell zu verfeinern und die Eigenschaften des subglazialen Wassers besser zu verstehen.
Einführung
Dieser Artikel erforscht ein neues Modell, das von den Forschern Alex Robel und Shi Joyce Sim vom Georgia Tech entwickelt wurde, um die Bewegung von Wasser unter Gletschern zu verstehen. Das Modell legt nahe, dass die Menge an subglazialem Wasser, das in den Ozean abfließt, doppelt so hoch sein könnte wie bisherige Schätzungen. Dies könnte das Gletscherschmelzen beschleunigen, zu einem Anstieg des Meeresspiegels führen und biologische Störungen verursachen. Die Forscher haben ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht und dabei mit Experten von Dartmouth, der Colorado School of Mines und dem USGS zusammengearbeitet.
Traditionelle Methoden gegenüber dem neuen Modell
Bestehende Methoden zur Untersuchung von subglazialem Fluss sind oft zeitaufwendig. Das Modell von Robel und Sim verwendet jedoch eine einfache mathematische Gleichung, die die Geschwindigkeit des Grundwasserabflusses anhand von Satellitenmessungen der Antarktis aus den letzten beiden Jahrzehnten vorhersagen kann. Diese mathematische Gleichung ermöglicht schnellere Vorhersagen, die in einem Bruchteil einer Sekunde auf einem Laptop durchgeführt werden können.
Bedeutung des neuen Modells
Die Forscher betonen, dass ihr Modell das erste mathematisch einfache Modell ist, das die Exfiltration und Infiltration von Wasser unter Eisschilden beschreibt. Es legt nahe, dass es eine bedeutende Quelle für subglaziales Wasser gibt, die die Geschwindigkeit des Gletschereisflusses und die Rate des Schmelzens des Eises an seiner Basis beeinflusst.
Untersuchung der Exfiltration unter modernen Eisschilden
Aquifere, die sich auf unterirdische Bereiche mit porösem Gestein oder Sediment beziehen, spielen eine entscheidende Rolle bei der Untersuchung des subglazialen Flusses. Wenn Gewicht von Aquiferen entfernt wird, beginnt Wasser aus dem Sediment zu fließen, was als Exfiltration bezeichnet wird. Frühere Untersuchungen konzentrierten sich auf längere Zeitskalen, aber Robel und Sim untersuchen die Exfiltration unter modernen Eisschilden anhand von aktuellen Satellitendaten.
Vorhersage des Wasserflusses
Die Vorhersagen des Teams zeigen eine Vielzahl von Möglichkeiten, mit der Potenzial für Grundwasser, mit einer Geschwindigkeit aus dem Aquifer auszutreten, die den Großteil des Wassers unter dem Eisschild ausmacht. Dies legt nahe, dass doppelt so viel Wasser in die subglaziale Schnittstelle gelangt wie bisher geschätzt.
Auswirkungen auf das Gletscherschmelzen und den Anstieg des Meeresspiegels
Das Verständnis des subglazialen Wasserflusses hat Auswirkungen über den Anstieg des Meeresspiegels hinaus. Es kann Meeresbiologen helfen, Muster der marinen Produktivität zu bestimmen und potenzielle zukünftige Veränderungen in diesen Gebieten vorherzusehen.
Zusammenarbeit und Feldforschung
Die Forscher hoffen, mit Grundwasserhydrologen zusammenzuarbeiten, um die Dynamik der Eisschilde weiter zu erforschen und ein besseres Verständnis der Eigenschaften von wasserhaltigen Sedimenten durch Feldforschung zu erlangen.
Schlussfolgerung
Das neue Modell von Robel und Sim liefert eine einfache mathematische Gleichung zur Vorhersage des subglazialen Wasserabflusses unter Eisschilden. Die Forschung hebt das Potenzial für erhöhtes Gletscherschmelzen, einen Anstieg des Meeresspiegels und Veränderungen in der marinen Produktivität aufgrund der größeren als erwarteten Menge an Wasser hervor, das von unter den Gletschern in den Ozean abfließt. Zusammenarbeit und weitere Feldforschung sind erforderlich, um das Modell zu verfeinern und die Eigenschaften des subglazialen Wassers besser zu verstehen.
