Только что опубликованная статья в Science изменяет формулу, которую ученые должны использовать при оценке скорости огромных ледяных щитов в Гренландии и Антарктиде, которые впадают в океан и вызывают повышение уровня моря по всему миру.
Изменение формулы для прогнозирования течения льда или базального скольжения снижает «наибольшую неопределенность» в прогнозировании будущего повышения уровня моря. Это было вызвано анализом данных со 140 ледников в Гренландии.
Исследователи Канзасского университета Ли Стернс, доцент геологии и научный сотрудник Центра дистанционного зондирования ледяных щитов, и Корнелис ван дер Вин, профессор географии, обнаружили трение или «базальное сопротивление» между льдами. простыни и твердая подстилка под ними не влияют на скорость течения ледников.
Это открытие опровергает мнение, которое десятилетиями искажало оценки скорости движения ледников.
«Базальное скольжение - одна из самых важных вещей, которую мы пытаемся измерить в гляциологии, и одна из самых сложных для измерения», - сказал Стернс. «В нашей статье говорится, что параметр, наиболее часто используемый в моделях ледяных щитов, - модель Вертмана, - неверен, - разработанная в 1950-х годах на основе теоретической основы, согласно которой движение припая у дна зависит от трения и количества воды у дна. говорят, что трение не имеет значения."
Вместо этого исследователи KU обнаружили, что подледниковое давление воды, давление воды между нижней частью ледяного щита и твердым слоем под ним, контролирует скорость потока льда.
Часть их работы включала анализ десятилетних исследований давления воды под горными ледниками, которые «в значительной степени упускались из виду гляциологическим сообществом». Стернс и ван дер Вин сопоставили результаты горных ледников с недавними наблюдениями поверхностной скорости выходных ледников в Гренландии.
Мы можем рассчитать трение в ложе ледников, исследуя пространственные закономерности поверхностной скорости. Удивительно, но мы обнаружили, что они совсем не коррелированы. Давление отличается, и его гораздо труднее измерить. Мы знаем, что давление на конечной остановке связано с тем, что там плавает ледник, и мы можем рассчитать давление восходящего потока на основе толщины льда. Это не идеальная оценка, но она дает нам хорошее первое приближение. Если бы мы могли, мы бы с удовольствием пробурить скважины во все 140 ледников вокруг Гренландии и напрямую измерить давление воды, но это нецелесообразно».
Стирнс и ван дер Вин обнаружили взаимосвязь между давлением подледниковой воды в отводящих ледниках Гренландии, совпадающую с измерениями, проведенными на горных ледниках в 1980-х годах, подразумевая, что процессы скользящих колебаний также аналогичны.
«Упрощенное соотношение скольжения может надлежащим образом воспроизвести пространственные закономерности скорости льда», - сказали исследователи KU.«Это резко контрастирует с современными методами моделирования, которые включают настройку параметра скольжения для соответствия наблюдаемым скоростям».
«Модели, которые используются для прогнозирования изменения уровня моря, неточны, потому что мы не можем напрямую измерить процессы, происходящие на дне», - сказал Стернс. «Существующие модели, использующие решения Weertman, требуют настройки, чтобы соответствовать наблюдениям. Это несовершенный способ сделать то, что нужно сделать, чтобы получить оценки. У него много ручек. С помощью этого нового параметра мы пытаемся уменьшить количество необходима настройка."
Несмотря на то, что «люди ждали, что кто-то бросит вызов Вертману, люди знали, что его нужно улучшить», Стернз сказала, что беспокоится о том, чтобы не расстроить ученых, которые полагались на старую модель в более ранних исследованиях.
"Я немного нервничала", сказала она. «Я беспокоился, потому что это отрицает то, что люди используют какое-то время. Это ставит под сомнение модель, которую они используют. Но пока реакция положительная. Люди поощряют новый систематический подход к скользящему закону».
Стирнс имеет слишком много смирения, чтобы называть свою новую формулу «моделью Стернса», даже несмотря на то, что она улучшает и заменяет менее точную «модель Вертмана», названную в честь ученого, который ее разработал.
Она подчеркнула, что ее пересмотренная формула является частью самокорректирующейся природы научных исследований и не должна подвергать сомнению науку о климате или неумолимое повышение уровня моря во всем мире по мере того, как все больше льда из Гренландии и Антарктиды тает в океан.
«Надеюсь, это поможет людям поверить в наши прогнозы», - сказала она. «Это больше основано на физических процессах и меньше на вещах, которые вы должны настроить по какой-либо причине. Все, что улучшает то, как мы моделируем ледяные щиты в будущем, - это хорошо - как ледяные щиты реагируют на изменение климата? С этими улучшениями модели, мы приближаемся к действительно точному пониманию."