Sekarang, dalam sebuah penelitian yang diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences, tim yang dipimpin Cambridge telah menemukan bahwa energi gravitasi dari lelehan air yang terbentuk di permukaan diubah menjadi panas ketika dipindahkan ke dasar melalui retakan besar di es.

Setiap musim panas, ribuan danau dan aliran air lelehan terbentuk di permukaan Lapisan Es Greenland saat suhu naik dan sinar matahari harian meningkat. Banyak dari danau ini dengan cepat mengalir ke dasar lapisan es, jatuh melalui retakan dan retakan besar yang terbentuk di dalam es. Dengan pasokan air yang terus menerus dari aliran sungai dan sungai, hubungan antara permukaan dan dasar sering kali tetap terbuka.

Sebagai bagian dari proyek Responder yang didanai Uni Eropa, Profesor Poul Christoffersen dari Institut Penelitian Scott Polar Cambridge telah mempelajari danau air lelehan ini, bagaimana dan mengapa mereka mengering begitu cepat, dan pengaruhnya terhadap perilaku lapisan es secara keseluruhan sebagai suhu global terus meningkat.

Pekerjaan saat ini, yang mencakup para peneliti dari Universitas Aberystwyth, adalah puncak dari studi tujuh tahun yang berfokus pada Store Glacier, salah satu gerai terbesar dari Lapisan Es Greenland.

"Saat mempelajari pencairan dasar lapisan es dan gletser, kami melihat sumber panas seperti gesekan, energi panas bumi, panas laten yang dilepaskan di mana air membeku dan kehilangan panas ke es di atasnya," kata Christoffersen.

"Tapi yang belum benar-benar kita lihat adalah panas yang dihasilkan oleh air lelehan yang mengalir itu sendiri. Ada banyak energi gravitasi yang tersimpan dalam air yang terbentuk di permukaan dan ketika jatuh, energi itu harus pergi ke suatu tempat."

Untuk mengukur tingkat lelehan basal, para peneliti menggunakan radio-gema yang peka terhadap fase, sebuah teknik yang dikembangkan di British Antarctic Survey dan digunakan sebelumnya pada lapisan es yang mengambang di Antartika.

"Kami tidak yakin bahwa teknik ini juga akan bekerja pada gletser yang mengalir cepat di Greenland," kata penulis pertama Dr. Tun Jan Young, yang memasang sistem radar di Store Glacier sebagai bagian dari Ph.D. di Cambridge.

"Dibandingkan dengan Antartika, es berubah bentuk sangat cepat dan ada banyak air lelehan di musim panas, yang memperumit pekerjaan."

Laju lelehan basal yang diamati dengan radar sering kali setinggi laju lelehan yang diukur di permukaan dengan stasiun cuaca: namun, permukaan menerima energi dari matahari sedangkan dasarnya tidak. Untuk menjelaskan hasilnya, para peneliti Cambridge bekerja sama dengan para ilmuwan di Universitas California Santa Cruz dan Survei Geologi Denmark dan Greenland.

Para peneliti menghitung bahwa sebanyak 82 juta meter kubik air lelehan dipindahkan ke dasar Store Glacier setiap hari selama musim panas 2014. Mereka memperkirakan daya yang dihasilkan oleh air yang jatuh selama periode pencairan puncak sebanding dengan daya yang dihasilkan oleh Bendungan Tiga Ngarai di Cina, pembangkit listrik tenaga air terbesar di dunia. Dengan area lelehan yang meluas hingga hampir satu juta kilometer persegi pada puncak musim panas, Lapisan Es Greenland menghasilkan lebih banyak tenaga air daripada gabungan sepuluh pembangkit listrik tenaga air terbesar di dunia.

"Mengingat apa yang kita saksikan di lintang tinggi dalam hal perubahan iklim, bentuk pembangkit listrik tenaga air ini dapat dengan mudah berlipat ganda atau tiga kali lipat, dan kami bahkan masih belum memasukkan angka-angka ini ketika kami memperkirakan kontribusi lapisan es terhadap kenaikan permukaan laut," kata Christoffersen.

Untuk memverifikasi tingkat lelehan basal tinggi yang direkam oleh sistem radar, tim mengintegrasikan pengukuran suhu independen dari sensor yang dipasang di lubang bor terdekat. Di dasar, mereka menemukan suhu air setinggi +0,88 derajat Celcius, yang secara tak terduga hangat untuk dasar lapisan es dengan titik leleh -0,40 derajat.

"Pengamatan lubang bor mengkonfirmasi bahwa air lelehan memanas ketika menyentuh dasar," kata Christoffersen.

"Alasannya adalah bahwa sistem drainase basal jauh lebih tidak efisien daripada retakan dan saluran yang membawa air melalui es. Penurunan efisiensi drainase menyebabkan pemanasan gesekan di dalam air itu sendiri. Ketika kami mengambil sumber panas ini dari perhitungan kami, perkiraan laju leleh teoretis adalah dua kali lipat. Panas yang dihasilkan oleh air yang jatuh mencairkan es dari bawah ke atas, dan laju leleh yang kami laporkan benar-benar belum pernah terjadi sebelumnya."

Studi ini menyajikan bukti nyata pertama dari mekanisme hilangnya massa lapisan es, yang belum termasuk dalam proyeksi kenaikan permukaan laut global. Sementara tingkat lelehan yang tinggi spesifik untuk panas yang dihasilkan di jalur drainase subglasial yang membawa air permukaan, volume air permukaan yang diproduksi di Greenland sangat besar dan terus bertambah, dan hampir semuanya mengalir ke dasar.

PHYS