Den havsvända kanten av en glaciär på Grönland. En forskningsexpedition ledd av University of Texas i Austin är på väg att genomföra den första robotundersökningen någonsin av dessa glaciärer från under vattnet. Kredit: European Space Agency
Ett team från University of Texas genomför en banbrytande studie på Grönlands glaciärer för att förstå undervattensmekanismerna för glaciärsmältning och sedimentens roll för att bromsa denna process. Deras resultat kommer att ge insikter om framtida havsnivåhöjningar, vilket är avgörande för att förbereda kustsamhällen globalt.
Ett team av forskare från University of Texas i Austin har gett sig ut på en fyra veckor lång expedition för att utforska undervattenskanterna av Grönlands kustglaciärer för att lära sig mer om framtida havsnivåhöjning. I samarbete med internationella partners kommer forskarna att undersöka processer som styr hur dessa jätteglaciärer smälter och vad det betyder för framtiden för Grönlands inlandsis, som har cirka 23 fot (7 meter) potentiell havsnivåhöjning inlåst i sin is .
Förenar sig med forskarna är en nedsänkt robot som kommer att samla in mätningar av glaciärernas undervattensväggar och sedimentladdat smältvatten, en bedrift som aldrig har försökts på nära håll. Forskarna kommer också att genomföra omfattande undersökningar av havsbotten och samla sedimentkärnor som låter dem spola tillbaka klockan för att se hur tidigare perioder av klimatförändringar påverkade glaciärer.
Nereid Under Ice (NUI), en nedsänkbar robot som utvecklats och drivs av Woods Hole Oceanographic Institution, under en expedition 2019 i Ishavet. Det UT Austin-ledda uppdraget kommer att förlita sig på fordonets förmåga att fungera under svåra förhållanden nära Grönlands stora glaciärer. Kredit: Luis Lamar, med tillstånd av Avatar Alliance Foundation
Förstå sediment och glacial stabilitet
En viktig forskningsfråga är sedimentens roll för att bromsa glaciärsmältningen, sa expeditionens chefsforskare Ginny Catania, en forskningsprofessor vid University of Texas Institute for Geophysics (UTIG) och UT:s avdelning för jord- och planetvetenskap. UTIG leder expeditionen och är en del av UT Jackson School of Geosciences.
– Det mesta av inlandsisen har dragit sig tillbaka, men det finns några glaciärer som inte har dragit sig tillbaka bredvid glaciärer som har dragit sig tillbaka mycket. Och det kan bero på att sediment stabiliserar glaciärerna, säger Catania.
En grafik som visar hur sediment under glaciären hopar sig i strävande moräner och hur den UT Austin-ledda expeditionen planerar att utforska glaciärmiljön. Kredit: Ginny Catania
Forskarna tror att glaciärerna är skyddade från varma havsströmmar av undervattensväggar, kallade moräner, som hopar sig från sediment som bärs under själva glaciären. Dessa stöttande väggar bildas också när glaciärer flyttar fram och bulldosar havsbotten framför dem.
Men hur effektiva är de för att bromsa smältningen, hur snabbt bildas de och hur länge kvarstår de? Att besvara dessa frågor borde ge forskarna en mycket bättre uppfattning om framtiden för inlandsisen både på Grönland och Antarktis, där sediment också kan spela en roll för att stabilisera glaciärer. Dessa svar kan i sin tur hjälpa till att förutsäga hur snabbt havsnivån kommer att stiga under de kommande åren.
Chefsforskaren Ginny Catania och Jackson Schools doktorand Casey Vigilia undersöker preliminära batymetridata från expeditionens första mål, glaciären Kangerdlussauq, på väg till studieområdet. Kredit: Marcy Davis/University of Texas Institute for Geophysics
Avancerad teknik och datainsamling
Catania förklarade: ”Detta är ett stort uppdrag att försöka fånga så mycket information om hur glaciärerna beter sig under vattnet med dessa riktigt sofistikerade verktyg som vi inte har kunnat använda tidigare.”
NUI väntar på utplacering på däcket av forskningsfartyget Celtic Explorer. Robotens undervattensfarts första undersökningsmål är Kangerdlussauq, en stor glaciär på västra Grönland. Kredit: Marcy Davis/University of Texas Institute for Geophysics
Den nedsänkbara roboten Nereid Under Ice (NUI) är nyckeln till att samla in data som kan svara på dessa frågor. NUI utvecklades och drivs av ingenjörer vid Woods Hole Oceanographic Institution, som är ombord på uppdraget. Den är speciellt utformad för att navigera i den förrädiska, isiga miljön i glaciärfjorden, där den kommer att använda sina sensorer och provtagare för att mäta sediment som strömmar ut under isen och för att utföra oöverträffade, närliggande geofysiska undersökningar av isen och havsbotten.
Liknande mätningar kommer att göras av en XOcean havsytans drönare och större instrument ombord på expeditionens fartyg, Marine Institute of Irelands RV Celtic Explorer. Forskare kommer också att samla in data från glaciärernas yta med hjälp av flygdrönare.
En havsytans drönare levererad av XOcean. Forskare kommer att fjärrstyra drönaren genom isfält till glaciärens höga ansikte där den kommer att utföra högupplösta skanningar av havsbotten och sedimentväggar, kallade moräner. Kredit: Marcy Davis/University of Texas Institute for Geophysics
Konsekvenser för kustsamhällen
Vad expeditionen avslöjar om framtida havsnivåhöjning kommer att vara avgörande för kustsamhällen runt om i världen, säger Catania, som också leder en kustforskningsinsats i Texas. ”Mycket av forskningen måste vara för att förstå hur kusten kommer att reagera på denna översvämning och vad regeringar kan göra åt det,” sa hon.
Marininstitutets forskningsfartyg, Celtic Explorer, förbereder sig för att avgå till Grönland. Den UT Austin-ledda expeditionen kommer att genomföra undersökningar av glaciärväggar med hjälp av fartygets instrument tillsammans med en nedsänkbar robot, sjö- och flygdrönare. Kredit: Sean Gulick/Jackson School of Geosciences
Forskningssamverkan
Catanias expeditionsteam består av 24 forskare, ingenjörer och studenter från sju institutioner, inklusive UT, Woods Hole, University of FloridaOregon State University, Rutgers University, Tufts University och Århus universitetDanmark. De stöds av Celtic Explorers 15 man starka besättning.
Expeditionen, som först tillkännagavs 2022, finansieras av Keck Foundation och National Science Foundation.