Антарктида является крупнейшим резервуаром льда на Земле, но новые исследования Университета Южной Австралии показывают, что она может подвергаться большему риску таяния, чем считалось ранее.
Тепло от суши под антарктическим ледяным щитом вносит основной вклад в то, как ледники тают и текут, а также в их влияние на потенциальное повышение уровня моря. Более жаркие условия позволяют талой воде смазывать основание ледника, ускоряя его движение и скорость потери льда.
Однако из-за экологических, логистических и финансовых проблем, связанных с доступом к коренной породе через лед толщиной до нескольких километров, образцы керна никогда не брались для непосредственного измерения температурных условий у основания ледяного щита. Поэтому ученые предполагают фиксированное значение количества тепла, выделяемого земной корой в Антарктиде - как если бы коренная порода была однородной, тогда как на самом деле она очень изменчива.
Исследование UniSA ставит под сомнение эти предположения и предполагает, что ученые, возможно, недооценили тепло, выделяемое коренной породой в Восточной Антарктиде.
Аспирантка UniSA Алисия Поллетт под руководством адъюнкт-профессора геологии и геохимии UniSA Тома Раймондо использовала образцы из программы бурения Министерства энергетики и горнодобывающей промышленности Австралии и Южной Австралии на крайнем западе Южной Австралии в районе под названием «Провинция Кумпана» для оценки теплового потока в Восточной Антарктиде. Австралия и Восточная Антарктида были соединены 160 миллионов лет назад.
«Результаты показывают, что существует значительная изменчивость тепла, выделяемого коренной породой на юге Австралии, которая ранее была соединена с Антарктидой», - говорит доцент Раймондо.
Поскольку Восточная Антарктида и южная Австралия когда-то были частью одного и того же массива суши, почти как две части одной и той же головоломки, мы можем экстраполировать данные с береговой линии Австралии на соответствующую береговую линию в Антарктиде с высоким уровнем уверенности.
Наше исследование дает более надежную модель теплового потока в Восточной Антарктиде.
"Результаты показывают, что ученые недооценили количество тепла, выделяемого естественным излучением в горных породах под Восточной Антарктидой, а это означает, что большие площади потенциально более уязвимы для движения ледяных щитов и ускоренного таяния, чем мы думали ранее."
Горные породы под ледяными щитами выделяют тепло, потому что они содержат небольшое количество элементов урана, тория и калия, которые подвергаются естественному радиоактивному распаду с выделением тепла.
Аспирантка UniSA Алисия Поллетт говорит, что результаты исследования позволят ученым более точно оценить влияние геотермального теплового потока из антарктической коры на лед выше.
«Это первый шаг к более репрезентативной карте теплового потока антарктической коры, которая поможет научному сообществу более точно предсказать повышение уровня моря, вызванное таянием льда», - говорит она.
Хотя до сих пор не удалось получить образцы коренной породы в Антарктиде, сами ледники послужили полезной цели, обнажив скалы у их основания. Ледники собирают камни, когда они движутся по ландшафту, и в конечном итоге откладывают их в виде обломков на своих краях и концах.
Доцент профессор Раймондо говорит, что эти образцы, в том числе собранные в ходе экспедиции под руководством сэра Дугласа Моусона между 1911 и 1914 годами, позволяют им разработать «виртуальный керн», который можно использовать для расчета карт теплового потока.
«Наша следующая цель - создать онлайн-карту, содержащую компиляцию всех опубликованных и старых геологических данных за десятилетия исследований Антарктиды, и сделать ее доступной для всех исследователей», - говорит он.
Исследовательская статья «Тепловой поток на юге Австралии и связи с Восточной Антарктидой» опубликована в журнале «Геохимия, геофизика, геосистемы».
Ключевые факты
- Из основных параметров, формирующих и контролирующих ледовый поток, наиболее плохо изучен геотермальный тепловой поток
- Карты теплового потока по всей Антарктике ранее основывались на спутниковых магнитных или сейсмологических данных (геофизические модели, а не прямые выборки)
- Исследователи UniSA составили первую региональную карту теплового потока области, которая ранее была соединена с Восточной Антарктидой - провинции Кумпана, которая находится на границе Южной Австралии и Западной Австралии. Он расположен между западным кратоном Голер на востоке, провинцией Масгрейв на севере и провинцией Мадура (Западная Австралия) на западе. Поскольку провинция Кумпана ранее была частью той же суши, что и Антарктида (суперконтинент Гондвана), ее можно использовать для более точного моделирования карт теплового потока для этой части Антарктиды
- Исследование UniSA предполагает, что традиционные геофизические модели недооценивают тепловой поток, который способствует подледниковому таянию.
- Новые измерения в провинции Кумпана соответствуют водосбору ледника Тоттен, который, как ранее было показано, истончается ускоренными темпами по сравнению с другими ледниковыми регионами Антарктиды.
- 99% Антарктиды покрыто льдом, большая часть которого в среднем имеет толщину до 2 км. Хотя в Антарктиде есть буровые скважины, все они относительно неглубокие - ни одна из них не пересекала коренную породу под ними.
- Восточная Антарктида, также называемая Большой Антарктидой, составляет около двух третей антарктического континента, лежащего на стороне континента в Индийском океане, отделенного от Западной Антарктиды Трансантарктическими горами.