Investigating Spatial and Temporal Variability in Dust Deposition onto Svalbard Glaciers

Målet med dette prosjektet er å gi viktig informasjon om mineralstøvavsetning på isbreer på Svalbard, hvor konsistent støvavsetningen er over Svalbard, og hvilken rolle støv og andre lysabsorberende partikler har på snø og bresmelting. I løpet av vinter-vår 2025 vil vi samle ~10 m dype firn kjerner fra seks Svalbard-breer i nærheten av Ny-Ålesund og Longyearbyen. Disse kjernene vil bli brukt til å gi informasjon om avsetninger av støv og andre lysabsorberende partikkelavsetninger under de seneste 5-10 årene på disse breene. Svalbard varmes opp 5-7 ganger det globale gjennomsnittet, noe som resulterer i utbredt isbresmelting. I tillegg til oppvarming, kan avsetning av lysabsorberende partikler inkludert sot (BC) fra ufullstendig forbrenning av fossilt og biodrivstoff, mineralstøv og lysabsorberende organiske stoffer også bidra til snø- og isbresmelting ved å gjøre snø-/is- overflaten mørkere og øke absorpsjonen av energi fra solen. Mens sot har blitt studert mye på Svalbard, er det et kunnskapshull knyttet til nivåer av mineralstøv. En rekke nyere studier identifiserer behovet for å studere virkningene av mineralstøv på høye breddegrader på snø og isbreer, og spesielt på Svalbard, for å vurdere støvkilder, støvavsetning og støvets bidrag til smelting. Disse studiene tyder på at omfanget og utslippsstyrken til støvkilder sannsynligvis øker på grunn av redusert snødekke og bretilbaketrekking, og det er interesse for hvordan støvutslipp har endret seg og vil fortsette å endre seg i fremtiden. Endringer på Svalbard er en indikator på endringer som kan forventes andre steder i Arktis, inkludert i støvutslipp og hvordan dette påvirker snø og isbreer. Karakterisering av bidraget fra støv og andre lysabsorberende partikler til snø- og issmelting fremmer forståelsen av faktorene som bidrar til havnivåstigning, som har globale konsekvenser.

Svalbard is warming 5-7 times the global average, resulting in widespread glacier melt. In addition to warming, the deposition of light absorbing particles (LAP) including black carbon (BC) from the incomplete combustion of fossil and bio-fuels, mineral dust and light absorbing organics can also contribute to snow and glacier melt by darkening the snow/ice surface (i.e. lower the albedo) and increasing solar energy absorption (Skiles et al, 2018). While BC has been studied extensively on Svalbard, there is a knowledge gap of mineral dust deposited onto Svalbard snow and glaciers. Numerous recent studies identify the need for assessment of the impacts of high-latitude dust on the cryosphere (e.g. Boy et al., 2019), and specifically on Svalbard to assess dust sources, dust deposition, and the contribution of dust to snow albedo reductions and melt (DiMauro et al., 2023; Zdanowicz et al., 2023). These studies further hypothesize that the extent and emission strength of dust sources are likely increasing due to reduced snow cover and glacier retreat, and there is interest in how dust emissions have changed and will continue to change in the future. There is also interest in the role of dust in microbial processes in snow or firn, which affects delivery of productivity-limiting nitrate to downstream fjord ecosystems (e.g. Ansari et al, 2013). The role of dust as a vector for both nitrifying bacteria and clay-bound ammonium within firn will therefore also be investigated. During winter-spring 2025 we will collect shallow (~10 m) firn cores from six Svalbard glaciers in the vicinity of Ny-Ålesund and Longyearbyen that still have an accumulation zone, providing a multi-year (5-10 years depending on the net accumulation at each site) record of LAP and dust deposition on Svalbard glaciers. Combined these records will provide important information of dust deposition onto Svalbard glaciers, how coherent dust deposition is across Svalbard, and the role of LAP in glacier melt.