Quando le temperature estive aumentano in Groenlandia e inizia la stagione dello scioglimento, pozze d'acqua in superficie, e a volte scompare in buchi nel ghiaccio. Che l'acqua possa alla fine raggiungere il substrato roccioso, creando una pantofola, scivolo più veloce per i ghiacciai. Ma dove va una volta che arriva lì, e cosa succede in inverno? Un nuovo studio aiuta a rispondere a queste domande.

Gli scienziati sono stati in grado di osservare l'acqua liquida in singoli punti praticando fori, ma queste osservazioni sono limitate. Una tecnica migliorata sviluppata da uno studente laureato al Lamont-Doherty Earth Observatory della Columbia University e dai suoi colleghi sta ora espandendo questa visione in intere regioni, e attraverso le stagioni per la prima volta, rendendo possibile l'uso di radar di penetrazione del ghiaccio nell'aria per rivelare la vita dell'acqua di disgelo sotto il ghiaccio durante tutto l'anno.

I primi risultati, appena pubblicato sulla rivista Lettere di ricerca geofisica , rivelano un ampio deposito d'acqua invernale sotto il ghiaccio. Suggeriscono che la risposta dei ghiacciai allo scioglimento dipenda non solo dalla velocità con cui l'acqua di fusione scorre verso il basso, ma anche sulla quantità di acqua immagazzinata sotto il ghiaccio durante l'inverno, e sulla topografia e permeabilità del terreno sottostante, ha detto l'autore principale dello studio, Winnie Chu, studente laureato alla Columbia.

"La distribuzione dell'acqua di disgelo evolve costantemente, passare da un luogo all'altro, " ha detto Chu. "Sapendo come questa distribuzione cambia stagionalmente, possiamo capire meglio il legame spaziale tra il ghiaccio e il flusso d'acqua." Chu ha detto che più acqua di fusione viene prodotta quando le temperature aumentano, e lo studio suggerisce che la Groenlandia ha il potenziale per immagazzinarne una parte alla base del ghiaccio. Ciò potrebbe potenzialmente mediare l'impatto dell'acqua di disgelo sul flusso di ghiaccio estivo mantenendo pressioni dell'acqua subglaciale stabili durante tutto l'anno, lei disse.

La calotta glaciale della Groenlandia ha un'ampia gamma di temperature e impurità che causano il congelamento del ghiaccio in modi diversi, e queste variazioni hanno reso difficile per i radar che penetrano il ghiaccio identificare sacche d'acqua sotto il ghiaccio. Chu e i suoi colleghi hanno sviluppato un modo per correggere tali variazioni utilizzando modelli termomeccanici 3D di lastre di ghiaccio e la conoscenza della chimica della calotta di ghiaccio per far emergere la riflettività che indica l'acqua nei dati radar.

Nello studio, i ricercatori descrivono dove l'acqua era prevalente all'interno del ghiaccio all'inizio della stagione di scioglimento e dove era presente alla fine dell'inverno nel ghiacciaio Russell e nella vicina Isunnguata Sermia, nella Groenlandia occidentale. Hanno dimostrato che all'inizio della stagione dello scioglimento, la maggior parte dell'acqua di disgelo che raggiungeva il substrato roccioso era lungo le depressioni piene di sedimenti sotto i ghiacciai. In contrasto, durante l'inverno, la maggior parte dell'acqua subglaciale della regione potrebbe essere vista raggrupparsi in creste rocciose più alte, mentre gli avvallamenti a bassa quota erano per lo più asciutti.

Gli scienziati sospettano che durante la stagione calda, la pressione dell'acqua apre i sistemi di drenaggio nel ghiaccio, permettendo all'acqua di fusione dalla superficie di fluire attraverso le depressioni sottostanti. Questi canali possono chiudersi in inverno poiché meno acqua si riversa e la pressione dell'acqua diminuisce. Negli avvallamenti, il pavimento pieno di sedimenti consente un migliore drenaggio. "L'eventuale acqua subglaciale residua probabilmente continua a filtrare attraverso il drenaggio delle acque sotterranee, lasciando poco spazio invernale nell'interfaccia del letto di ghiaccio, " scrivono gli autori. Ma le creste sono costituite da materiale meno permeabile, così l'acqua può accumularsi su di loro.

L'effetto dell'acqua è evidente nel variare della velocità dei ghiacciai durante l'anno. Durante la stagione di fusione 2010, Il ghiacciaio Russell scorreva più del doppio rispetto alla fine dell'inverno successivo, scrivono gli autori. Il ghiacciaio accelera all'inizio dell'estate, suggerendo che la pressione dell'acqua aumenta rapidamente lì, disse Chu. Decelera rapidamente alla fine dell'estate, suggerendo che la formazione di canali nel ghiaccio crea più efficiente, drenaggio più rapido dell'acqua di disgelo dal letto del ghiacciaio, scrivono gli scienziati.

La vicina Isunnguata Sermia accelera più lentamente. Ciò potrebbe essere associato alla sua apparente e diffusa capacità di stoccaggio dell'acqua subglaciale, che potrebbe mantenere la pressione dell'acqua durante l'inverno, disse Chu. Ghiacciaio Russell, in contrasto, ha meno riserve idriche invernali e sperimenterebbe un aumento maggiore della pressione dell'acqua all'inizio della stagione di scioglimento.

"I nostri risultati suggeriscono che lo stato idrologico subglaciale invernale potrebbe precondizionare la risposta del ghiacciaio all'ulteriore disgelo nell'estate successiva, " disse Chu.

La tecnica utilizzata nello studio fornisce una visione più chiara di come l'acqua si muove sotto il ghiaccio rispetto a qualsiasi altro metodo esistente, disse Joseph MacGregor, un glaciologo e geofisico presso la NASA-Goddard Space Flight Center che non è stato coinvolto nello studio.

"Abbiamo idee prevalenti su come l'acqua scorre sulla superficie delle calotte glaciali, attraverso lastre di ghiaccio, e sotto lastre di ghiaccio. Quello che non abbiamo sono grandi osservazioni di dove l'acqua si trova sotto il ghiaccio per la maggior parte del tempo, " MacGregor ha detto. "Questo risultato cambia quello stato di cose. Dimostra anche il valore del telerilevamento aereo per testare ipotesi glaciologiche fondamentali".