Antarktis Pine Island Glacier smelter takket være opvarmning af vand nedenfra. Derudover har en nylig undersøgelse opdaget en vulkan under gletsjeren.
Ser man på Pine Island Glacier fra isbryderen RSS James Clark Ross. Billede via Brice Loose / University of Rhode Island.
Denne artikel genudgives med tilladelse fra GlacierHub. Dette indlæg blev skrevet af Andrew Angle.
West Antarctica's Pine Island Glacier (PIG) er den hurtigst smeltende gletsjer i Antarktis, hvilket gør den til den største største bidragyder til den globale stigning i havoverfladen. Den vigtigste drivkraft for dette hurtige istab er udtynding af PIG nedenfra ved at opvarme havvand på grund af klimaændringer. En undersøgelse, der blev offentliggjort den 22. juni 2018 i Naturkommunikation, opdagede en vulkanisk varmekilde under PIG, der er en anden mulig drivkraft for PIG's smeltning.
På isbryderen RSS James Clark Ross kiggede mod Pine Island Glacier på ekspeditionen 2014 via University of Rhode Island.
Studielederforfatter Brice Loose talte med GlacierHub om forskningen. Han sagde, at undersøgelsen var et resultat af et større projekt finansieret af National Science Foundation og Det Forenede Kongeriges nationale miljøforskningsråd til
… Undersøge stabiliteten af Pine Island Glacier fra land- og havsiden.
Det vestantarktiske isark (WAIS), der inkluderer PIG, sidder på toppen af det vestantarktiske rift-system, der indeholder 138 kendte vulkaner. Det er imidlertid vanskeligt for forskere at identificere den nøjagtige placering af disse vulkaner eller omfanget af riftesystemet, fordi det meste af den vulkanske aktivitet forekommer under kilometer is.
Pine Island Glacier ovenfra taget af Landsat Image via NASA.
Opvarmning af havtemperaturer på grund af klimaændringer er længe blevet identificeret som den primære bidragyder til den omfattende smeltning af PIG og andre gletsjere, der transporterer is fra WAIS. Denne smeltning drives i vid udstrækning af Circumpolar Deep Water (CDW), der smelter PIG nedenfra og fører til tilbagetrækning af sin jordforbindelse, det sted, hvor isen møder bjerggrunden.
For at spore CDW omkring kystantarktis brugte forskerne helium-isotoper, specifikt He-3, fordi CDW er almindeligt anerkendt som den vigtigste kilde til He-3 i farvande nær kontinentet. Til denne undersøgelse brugte forskerne historiske data for heliummålinger fra Weddell, Ross og Amundsen havet omkring Antarktis. De kiggede på de tre hav, som alle har CDW, og undersøgte forskelle i He-3, som kunne være stammet fra vulkansk aktivitet.
Ved at spore det iskaldte smeltevand produceret af CDW opdagede forskerne et vulkansk signal, der skilte sig ud i deres data. De anvendte heliummålinger blev udtrykt ved procentvis afvigelse af de observerede data fra det atmosfæriske forhold. For den observerede CDW i Weddell Sea var denne afvigelse 10,2 procent. I Ross og Amundsen Seas var det 10,9 procent. HE-3-værdier samlet af teamet under ekspeditioner til Pine Island Bay i 2007 og 2014 adskiller sig imidlertid fra de historiske data.
Kort over forhøjede He-3-prøver i 2007 og 2014. Billede via Loose et. al.
For disse data var procentafvigelsen betydeligt højere med 12,3 procent, hvor de højeste værdier var nær den stærkeste smeltevandudstrømning fra PIG's front. Derudover faldt disse høje heliumværdier sammen med hævede neonkoncentrationer, som normalt er en indikation af smeltet is. Heliumet var heller ikke ensartet fordelt. Dette antyder, at det stammer fra en særskilt smeltevandskilde og ikke fra hele PIG's front.
Med denne viden i hånden forsøgte teamet af forskere at identificere kilden til HE-3-produktionen. Jordens kappe er den største kilde til HE-3, skønt den også er produceret i atmosfæren og under tidligere atmosfæriske test af atomvåben gennem tritiumfald. Disse to kilder kunne imidlertid kun tegne sig for 0,2 procent af 2014-dataene.
En anden potentiel kilde var en spræk i jordskorpen direkte under PIG, hvor He-3 kunne rejse sig fra mantelen. Denne kilde blev imidlertid udelukket, da den ville have en stærk termisk signatur, noget, der ikke blev opdaget ved kortlægning af ekspeditioner.
Kort over He-3-prøver omkring Antartica (gul = 2007, rød = 2014) Billede via Loose et. al.
Forskerne overvejede derefter en anden kilde: en vulkan under selve PIG, hvor He-3 slipper ud af mantlen i en proces, der kaldes magma-afgasning. He-3 kunne transporteres med iskoldt smeltevand til PIGs jordforbindelse, hvor isen møder det underliggende bjerggrund. På denne linje skifter isen på grund af tidevandene i havet, så smeltevandet og He-3 kan udledes i havet.
Efter at have identificeret en subglacial vulkan som den mest sandsynlige kilde til de forhøjede He-3-niveauer nær PIG's front, beregnet videnskabsmændene derefter den varme, der frigives af vulkanen i joules pr. Kg havvand foran på gletsjeren. Det viste sig, at den varme, der blev afgivet af vulkanen, udgør en meget lille brøkdel af det samlede massetab for PIG sammenlignet med CDW, ifølge Loose.
I alt var den vulkaniske varme 32 ± 12 joule kg-1, mens varmeindholdet i CDW var meget større ved 12 kilojoules kg-1. Ikke desto mindre, hvis den vulkanske varme er intermitterende og / eller koncentreres over et lille overfladeareal, kan det stadig have en indflydelse på den samlede stabilitet af PIG ved at ændre dens underjordiske forhold, sagde Loose. Der er også muligheden for, at Hvad der er mere, en nylig undersøgelse har opdaget en vulkan under gletsjeren. data-app-id = 25212623 data-app-id-name = post_below_content>