Dla nauki to nie jest tylko ciekawostka o dziwnych kształtach pod kilometrami lodu. Jeśli w głębi lądolodu faktycznie dochodzi do powolnego mieszania warstw napędzanego temperaturą, to zmienia się sposób, w jaki trzeba myśleć o twardości lodu, jego ruchu i o tym, jak wiarygodnie przewidywać przyszły wkład Grenlandii we wzrost poziomu mórz.
Co było zagadką i dlaczego badacze utknęli na ponad dekadę?
W idealnym świecie wnętrze lądolodu czyta się jak kronikę. Warstwy osadzonego śniegu, później przekształconego w lód, tworzą uporządkowane pasma. Dzięki nim można rekonstruować tempo akumulacji, dawne zmiany klimatu, a nawet zrozumieć, jak masa lodu przemieszczała się w czasie. Dla badaczy to coś więcej niż ładne obrazki: jeśli warstwowość jest spójna, łatwiej zbudować model, który nie rozjedzie się przy pierwszej próbie prognozowania.
Tymczasem w północnej Grenlandii pojawiają się w tej kronice fragmenty, które wyglądają jak plamy farby na czystej kartce. Wielkoskalowe, pionowe struktury przypominające pióropusze lub języki. W niektórych miejscach rozciągają się na setki metrów wysokości i przecinają warstwy, które powinny być spokojne i przewidywalne. To nie wygląda jak zwykłe pofałdowanie, jakie tworzy się, gdy lód jest ściskany i rozciągany na drodze ku oceanowi. To wygląda jak zaburzenie, które ma własną dynamikę.
Przez lata próbowano przykleić do tego zjawiska etykietę z listy klasycznych wyjaśnień. Może to specyficzna topografia podłoża, która w jednym miejscu podgrzewa lód bardziej, a w innym mniej. Może to wynik dawnej zmiany kierunku przepływu, która zostawiła ślad wewnątrz jak blizna. Może to lokalne zjawiska przy podstawie, związane z wodą i tarciem. Każda z tych hipotez tłumaczyła coś, ale żadna nie składała się w opowieść, która pasuje do całego obrazu, do skali struktur i do tego, że największe pióropusze upodobały sobie konkretny region.
Lód, który miesza się jak płyn. Mechanizm znany z geologii trafia do lodowca
W tym miejscu pojawia się pomysł, który brzmi trochę prowokacyjnie, bo każe spojrzeć na lód jak na materiał bardziej żywy, niż chcielibyśmy przyznać. Nie żywy biologicznie, tylko żywy mechanicznie. Chodzi o konwekcję termiczną, czyli powolne mieszanie materiału napędzane różnicami temperatury. To ten sam typ procesu, który opisuje się w kontekście wnętrza Ziemi, gdy cieplejszy materiał ma tendencję do unoszenia się, a chłodniejszy do opadania, tworząc wielkie komórki ruchu.
W lodzie działa to wolniej i subtelniej, ale zasada jest podobna. Jeśli w głębi lądolodu istnieje układ, w którym dolne partie są relatywnie cieplejsze i bardziej plastyczne, a wyżej jest chłodniej i sztywniej, to wystarczy odrobina nierównowagi, żeby materia zaczęła się reorganizować. Lód wcale nie musi pękać ani topnieć, żeby się przemieszczać. On potrafi się odkształcać, ziarno po ziarnie, w skali, która dla człowieka jest niewidoczna, ale dla setek metrów lodu robi różnicę.
Najciekawsze w tej interpretacji jest to, że nie wymaga egzotycznych zdarzeń. Nie trzeba zakładać katastrofalnych epizodów ani jednorazowych anomalii. Wystarczy zestaw warunków, które w jednym regionie są spełnione częściej: odpowiednia temperatura w głębi, odpowiednia miękkość lodu i środowisko przepływu, które nie rozrywa struktur na strzępy.
Konwekcja nie lubi, gdy materiał jest intensywnie ścinany poziomo, bo wtedy zamiast spokojnych pióropuszy masz ciągłe rozciąganie i mieszanie na inny sposób. I to dobrze pasuje do tego, że północ Grenlandii, mniej dynamiczna niż obszary szybciej spływające ku wybrzeżom, może być bardziej podatna na takie pionowe wzory.
Dlaczego północ Grenlandii sprzyja pióropuszom i co to mówi o wnętrzu lądolodu?
Kiedy patrzysz na mapę Grenlandii, łatwo wrzucić cały lądolód do jednego worka. A on jest jak miasto z dzielnicami, które żyją własnym rytmem. Są rejony, gdzie lód przyspiesza, gdzie system jest poszatkowany szczelinami, gdzie woda z roztopów potrafi wnikać w głąb i działać jak smar. Są też obszary bardziej stabilne, gdzie akumulacja i przepływ są spokojniejsze, a dynamika nie jest napędzana dramatycznymi zmianami na powierzchni.
Północna Grenlandia jest szczególna właśnie przez tę względną stabilność i przez warunki termiczne w głębi. Jeżeli tamtejszy lód jest cieplejszy w dolnych partiach i jednocześnie mniej męczony przez silne ścinanie, to pióropusze mają szansę rosnąć i trwać. To trochę jak różnica między spokojnym jeziorem, na którym widać każdy prąd i wir, a rwącą rzeką, gdzie wszystko miesza się natychmiast i żaden wzór nie ma czasu się utrwalić.
Taka perspektywa daje też dodatkową korzyść: struktury przestają być tylko zagadką, a stają się wskaźnikiem. Jeśli rozumiemy, w jakich warunkach powstają, możemy traktować je jak informację o właściwościach lodu, których nie da się łatwo zmierzyć bezpośrednio. Radar pokazuje efekt końcowy, a model może podpowiedzieć, co musiało zajść, żeby ten efekt się pojawił. W praktyce to krok w stronę lepszego mapowania tego, gdzie lądolód jest bardziej podatny na deformację, a gdzie trzyma się sztywno jak stalowa płyta.