Subglacialt vattenflöde och glaciärdynamik under jökulhlaups observerade från rymden

Dolda översvämningar under isen

Högt uppe på Islands iskappar Vatnajökull kan enorma översvämningar ibland rusa osedda under hundratals meters is innan de bryter fram vid glaciärens rand. Dessa utbrottsöversvämningar från glaciala sjöar, kallade jökulhlaups, kan forma om floddalar, hota vägar och broar och ge ett sällsynt fönster in i vad som händer vid det dolda gränsskiktet mellan is och berggrund. Denna studie använder satelliter och fältinstrument för att i realtid följa två sådana händelser, och visar hur vatten rusar, samlas i dammar och karvar gångar under isen — och hur detta hemliga rörsystem styr glaciärens rörelser.

När en begravd sjö släpper

Under vulkanen Grímsvötn, innesluten av en iskappa upp till 300 meter tjock, fylls en subglacial sjö långsamt med smältvatten från geotermisk värme, utbrott och sommartining. Varje år eller vartannat år bygger tillräckligt med vatten upp sig så att det börjar läcka förbi en islig "damm" och strömma ut under glaciären, vilket matar en översvämning som så småningom forsar ut 50 kilometer bort genom floden Gígjukvísl. I årtionden har forskare främst följt dessa jökulhlaups genom att mäta flodens stigande nivå, men det ger bara en avlägsen antydan om vad vattnet gör på sin resa genom tunnlar och skikt under isen.

Att bevaka isens rörelse från rymden

Under 2021 och 2022 kombinerade författarna markbaserade GPS-stationer på isen med täta radaravbildningar från ICEYE-satellitkonstellationen. Radar kan upptäcka små förändringar i glaciärens höjd och sidoförflyttning, även genom moln och polar natt. Genom att sammanfoga dessa ögonblicksbilder byggde teamet tredimensionella kartor över hur glaciärets yta reste sig, sjönk och accelererade längs översvämningsbanan före, under och efter de två jökulhlaupen. De använde också högupplösta optiska bilder för att rekonstruera formen på den begravda sjön och den steniga dalbotten, vilket gjorde det möjligt att uppskatta hur mycket vatten som lagrades och vart det tog vägen.

Översvämningsvågor, dolda dammar och flexande is

Satellitarkivet visar att utbrottsöversvämningarna inte enkelt rusar genom en enda tunnel som vatten i ett rör. Istället, efter att en initial läcka nära sjön karvar en liten passage, bildas en trångsektion nedströms som tvingar vattnet att byggas upp och sedan fortplanta sig som en långsamt rörlig översvämningsvåg under glaciären. När denna våg rör sig mot isranden lyfter den överliggande isen lokalt från bädden med mer än en meter över områden som sträcker sig tiotals kilometer, vilket skapar omfattande subglaciala dammar. Författarna beräknar att volymen vatten som tillfälligt lagras i dessa dammar vida överstiger vad som skulle kunna produceras enbart genom nedsmältning av is längs en smal ledning, vilket innebär att hydraulisk "jackning" av isen bort från berggrunden står för det mesta av lagringen.

Växling mellan skikt och tunnlar

De detaljerade mönstren av upplyftning och sänkning visar att dräneringsstilen varierar längs översvämningsrutten. I den branta övre delen nära Grímsvötn sjunker glaciärytan främst under hög flöde, i linje med snabbvatten som rör sig genom relativt smala, effektiva kanaler som förstoras genom smältning. Längre ner på glaciären, där bädden är mildare, är huvudsaken uppdämd vattenbildning och senare kollaps av isen när lagrat vatten dräneras bort — ett kännetecken för bred, skiktliknande flöde. Nära glaciärkanten ser forskarna ett smalt band av sänkning i ytan som framträder som en slutlig organiserad tunnel som tömmer vatten till floden. Under hela händelserna kan glaciärens horisontella hastighet skjuta i höjden till flera gånger sin vanliga takt, och dessa förändringar sprider sig även till områden som inte direkt översvämmas, vilket understryker hur känslig glaciärrörelse är för vattentryck vid dess bas.

En ny bild av glaciala översvämningar och framtida is

Genom att koppla ihop sjönivåer, flödesmätningar i floden och rymdburna mätningar av isrörelse föreslår studien en enhetlig, steg-för-steg-bild av hur dessa jökulhlaups utvecklas: en liten läcka, en växande ledning, en nedströms trångsektion, en fortplantande översvämningsvåg som bildar dammar och lyfter isen, och slutligen tillväxten och stängningen av tunnlar som dränerar systemet. Arbetet visar att verkliga översvämningar blandar beteenden som tidigare ansågs tillhöra skilda "långsamma" och "snabba" typer, och att temporär vattenlagring under glaciärer kan vara enorm. Att förstå detta dolda rörsystem är avgörande inte bara för att förutsäga farliga översvämningar utan också för att förutsäga hur glaciärer och isskal kommer att reagera när tillförseln av smältvatten förändras i ett varmare klimat.

Citering: Magnússon, E., Drouin, V., Pálsson, F. et al. Subglacial water flow and ice dynamics during glacial lake outburst floods observed from space. Nat Commun 17, 3471 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70428-w

Nyckelord: jökulhlaups, subglacialt vattenflöde, Grímsvötn Island, glaciärdynamik, satellitradarobservationer