Przecław News

Informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej w Wiadomościach Przecławia.

Zaskakującym źródłem ciepła jest topnienie pokrywy lodowej Grenlandii od dołu do góry

Naukowcy zaobserwowali bardzo wysokie tempo topnienia na dnie pokrywy lodowej Grenlandii, ze względu na ogromne ilości wody z roztopów, które spływały z powierzchni do podstawy. Gdy topniejąca woda opada, energia grawitacyjna jest przekształcana w ciepło w procesie przewidzianym w pracy teoretycznej opublikowanej pięć lat temu przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz.

W nowym badaniu międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez University of Cambridge odkrył, że wpływ wód roztopowych schodzących z powierzchni pokrywy lodowej na dno – kilometr lub dalej – jest zdecydowanie największym źródłem ciepła pod ziemią. drugi co do wielkości lądolód na świecie, co skutkuje wyjątkowo wysokim tempem topnienia u jego podstawy. O swoich ustaleniach informują w artykule opublikowanym 21 lutego w Materiały Narodowej Akademii Nauk.

Nowe wyniki wspierają poprzednie obliczenia (Opublikowany w lód w 2017) Sławika Tolachika, profesora nauk o Ziemi i planetarnych na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz, oraz Kennetha Mankoffa, wówczas absolwenta UCLA, a obecnie Geological Survey of Denmark i Grenlandii. Obaj są współautorami nowego badania.

„Dokonaliśmy obliczeń teoretycznych na podstawie szacunków innych osób dotyczących ilości wód roztopowych na powierzchni pokrywy lodowej Grenlandii i jej wysokości, około pół mili do mili nad poziomem morza, co, jak zdaliśmy sobie sprawę, stanowiło dużo energii grawitacyjnej”, Tolachik powiedział.

Energia grawitacyjna roztopionej wody utworzonej na powierzchni jest przekształcana w ciepło, gdy woda przepływa przez duże pęknięcia w lodzie do podstawy pokrywy lodowej. Smarujący efekt podstawowej wody roztopowej ma silny wpływ na ruch lodowców i ilość lodu odprowadzanego do oceanu, ale pomiar warunków bezpośrednio pod 1 km lodu jest trudny, szczególnie na Grenlandii, gdzie lodowce są jednymi z najszybciej poruszających się na świecie.

Ten brak bezpośrednich pomiarów utrudnia zrozumienie dynamicznego zachowania pokrywy lodowej Grenlandii i przewidywanie przyszłych zmian. Ponieważ straty lodu zostały powiązane z topnieniem i odgazowaniem, pokrywa lodowa Grenlandii jest obecnie największym pojedynczym czynnikiem przyczyniającym się do globalnego wzrostu poziomu mórz.

READ  Policz ładunek na jednej nanocząstce | Szukaj

Każdego lata na powierzchni lądolodu grenlandzkiego tworzą się tysiące jezior i strumieni roztopionych w wyniku wzrostu temperatury i codziennego nasłonecznienia. Wiele z tych jezior szybko spływa na dno pokrywy lodowej, spadając przez duże pęknięcia i pęknięcia w lodzie. Przy ciągłym dopływie wody ze strumieni i rzek połączenia między pokładem a łóżkiem często pozostają otwarte.

W ramach dofinansowania UE Projekt RESPONDERAutor korespondencyjny Paul Kristofferson z Scott Polar Research Institute w Cambridge badał jeziora z wodami roztopowymi, w jaki sposób i dlaczego tak szybko odwadniają się, a także ich wpływ na ogólne zachowanie lądolodów w miarę wzrostu globalnych temperatur.

Obecne prace są zwieńczeniem siedmioletniego badania skoncentrowanego na Store Glacier, jednym z największych rynków zbytu na lodowcach na Grenlandii.

„Badając pierwotne topnienie pokryw lodowych i lodowców, przyglądamy się źródłom ciepła, takim jak tarcie, energia geotermalna, ciepło utajone uwalniane podczas zamarzania wody i utrata ciepła w lodzie powyżej” – powiedział Kristofferson. Ale tak naprawdę nie przyjrzeliśmy się ciepłu z samego odprowadzania wody z topnienia. W wodzie, która tworzy się na powierzchni, zgromadzona jest ogromna ilość energii grawitacyjnej, a kiedy opada, energia musi gdzieś iść.”

Aby zmierzyć podstawowe szybkości topnienia, naukowcy wykorzystali czułe na fazę sondowanie radioecho, technikę opracowaną w British Antarctic Survey i wcześniej stosowaną na pływających pokrywach lodowych na Antarktydzie.

„Nie byliśmy pewni, czy ta technologia zadziała również na szybko płynącym lodowcu Grenlandii” – powiedział pierwszy autor, Tun Gan Young, który zainstalował system radarowy w Store Glacier w ramach swojej pracy doktorskiej. w Cambridge. „W porównaniu z Antarktydą lód deformuje się bardzo szybko, a latem jest dużo wód roztopowych, co czasami komplikuje pracę”.

Podstawowe szybkości topnienia obserwowane za pomocą radaru były często tak wysokie, jak szybkości topnienia mierzone na powierzchni za pomocą stacji pogodowej, co jest zdumiewającą obserwacją, biorąc pod uwagę, że powierzchnia otrzymuje energię słoneczną, podczas gdy podstawa nie. Przy interpretacji wyników badacze z Cambridge współpracowali z Tolaczykiem i Mankoffem. (Christoffersen przeprowadził badania podoktoranckie z Tulaczykiem na UCSC w latach 2003-04.)

READ  Badanie skały Pilbara dostarcza możliwych wskazówek co do pochodzenia życia

„Paul był oczywiście zaznajomiony z naszym artykułem i doszedł do wniosku, że widzą efekt tego, o czym myśmy teoretycznie” – powiedział Tolachik. „Nowy artykuł zawiera regionalną wersję obliczeń, które wykonaliśmy wcześniej dla całych lądolodów”.

Zespół obliczył, że latem 2014 roku na dno lodowca Store trafiało do 82 milionów metrów sześciennych wody z roztopów dziennie. Oszacowali, że energia wytworzona przez spadającą wodę w okresach szczytowego topnienia była porównywalna z energią wytworzoną przez Zapora Trzech Przełomów w Chinach, największa elektrownia wodna na świecie. Z obszarem topnienia obejmującym łącznie prawie milion kilometrów kwadratowych podczas szczytowego topnienia, lądolód Grenlandii wytwarza więcej energii wodnej niż dziesięć największych elektrowni wodnych na świecie razem wziętych.

„Biorąc pod uwagę to, co obserwujemy na wyższych szerokościach geograficznych w zakresie zmian klimatu, tempo to może z łatwością podwoić się lub potroić, a nadal nie uwzględniamy tych liczb, gdy szacujemy wkład pokrywy lodowej we wzrost poziomu morza” – powiedział Kristofferson.

Aby zweryfikować wysokie podstawowe szybkości topnienia zarejestrowane przez system radarowy, zespół połączył niezależne pomiary temperatury z czujników zainstalowanych w pobliskiej studni. U podstawy odkryli, że woda ma temperaturę +0,88 stopni Celsjusza, co jest nieoczekiwanie ciepłe jak na podstawę pokrywy lodowej o temperaturze topnienia -0,40 stopnia.

„Obserwacje studni potwierdziły, że roztopiona woda nagrzewa się, gdy uderza w złoże” – powiedział Kristofferson. Powodem jest to, że główny system drenażowy jest znacznie mniej wydajny niż pęknięcia i kanały przenoszące wodę przez lód. Niska wydajność odwadniania powoduje ogrzewanie tarciowe w samej wodzie. Kiedy wyodrębniliśmy to źródło ciepła z naszych obliczeń, szacunki teoretycznej szybkości topnienia wynosiły dwa całe rzędy wielkości. Ciepło generowane przez spadającą wodę topi lód od dołu do góry, a tempo topnienia, o którym mówimy, jest całkowicie bezprecedensowe”.

READ  Fauci ostrzega, że ​​czas się kończy, aby zapobiec „niebezpiecznemu” rozprzestrzenianiu się Covid w USA | Wiadomości z USA

Badanie dostarcza pierwszych konkretnych dowodów na mechanizm utraty masy lodu, który nie został jeszcze uwzględniony w prognozach globalnego wzrostu poziomu morza. Podczas gdy wysokie tempo topnienia jest charakterystyczne dla ciepła wytwarzanego w subglacjalnych szlakach odwadniających, które przenoszą wody powierzchniowe, ilość wód powierzchniowych produkowanych na Grenlandii jest ogromna i rośnie, z których prawie wszystkie spływają na dno.

Badania te były częściowo wspierane przez Unię Europejską i Europejską Radę ds. Badań Naukowych.