Международная группа, возглавляемая DTU Space в Датском техническом университете совместно с Университетом штата Колорадо, обнаружила, что коренная порода под удаленным западно-антарктическим ледяным щитом поднимается гораздо быстрее, чем считалось ранее, в ответ на продолжающийся лед. таять.
Исследование «Наблюдаемое быстрое поднятие коренных пород в заливе моря Амундсена способствует стабильности ледяного щита» раскрывает новое понимание геологии региона и его взаимодействия с ледяным щитом и опубликовано в журнале Science. Авторы отметили, что полученные данные имеют важное значение для понимания и прогнозирования стабильности ледяного щита и повышения уровня моря на Земле.
«Мы изучили удивительный и важный механизм, изостатическую адаптацию ледников, который может замедлить гибель массивного западно-антарктического ледяного щита, поднимая коренную породу и отложения под ледяным щитом», - объяснил профессор CSU Рик Астер, соавтор исследования и заведующий кафедрой наук о Земле в университете.
Ученых беспокоит то, что этот ледяной щит особенно ненадежен перед лицом потепления климата и океанских течений, потому что он находится на глубине от сотен до тысяч футов ниже уровня моря - в отличие от ледяных щитов Восточной Антарктиды или Гренландии - и его основание наклонено внутрь страны. Эта чашеобразная топография делает ее подверженной безудержной дестабилизации и даже полному обрушению в течение столетий или тысяч лет.
Вся Западная Антарктида содержит достаточно льда, который, если бы он растаял, способствовал бы среднему повышению глобального уровня моря более чем на 10 футов. Кроме того, ледяной щит настолько массивен, что гравитационно притягивает океанскую выпуклость, которая, если ее освободить, приведет к дополнительному повышению уровня моря на три фута и более в некоторых частях северного полушария.
Западно-антарктический ледяной щит в настоящее время дает примерно 25 процентов мирового таяния наземного льда каждый год, и недавние спутниковые исследования показали, что эта сумма увеличилась за последние десятилетия. Эта цифра эквивалентна примерно 37 кубическим милям или кубу со стороной более трех миль.
Соавторы исследования из Университета штата Огайо руководили установкой чувствительных GPS-станций на выходах горных пород вокруг отдаленного региона для измерения регионального подъема Земли в ответ на истончение ледяного покрова. Измерения показали, что скорость подъема коренных пород вблизи побережья Западной Антарктиды достигала 1,6 дюйма в год, что является одним из самых высоких показателей, когда-либо зарегистрированных в ледниковых районах.
«Это очень быстрое поднятие может замедлить безудержное истощение и возможное разрушение ледяного щита», - сказал Астер.«Подъем имеет тенденцию стабилизировать критическую линию заземления, где ледяной щит теряет контакт с подстилающей породой или отложениями и уходит на плаву», - пояснил он. Затем эта линия заземления противодействует процессу разрушения ледяного щита.
Исследователи также обнаружили, что подъем ускоряется, и предсказали, что он будет продолжаться в следующем столетии.
"Наши исследования показывают, что недавняя и продолжающаяся потеря льда в регионе была занижена примерно на 10 процентов в прошлых исследованиях, потому что это поднятие коренных пород неадекватно учитывалось в спутниковых измерениях", - сказал Астер.
Ведущий автор Валентина Барлетта, научный сотрудник DTU Space, Технический университет Дании, говорит, что это поднятие происходит очень быстро по сравнению с другими регионами Земли, где тают ледники.
«Обычно мы наблюдаем, как этот тип поднятия происходит медленно, в течение тысяч лет после ледникового периода», - сказал Барлетта.«То, что мы обнаружили, говорит нам о том, что основная вязкая мантия Земли относительно жидкая и течет относительно быстро, когда снимается вес льда», - добавила она..
Терри Уилсон, почетный профессор наук о Земле в Университете штата Огайо, сказал, что быстрое поднятие коренных пород в этой части Антарктиды свидетельствует о том, что геологические условия подо льдом сильно отличаются от того, что ученые считали ранее.
«Скорость подъема, которую мы обнаружили, необычна и очень удивительна», - сказал он. «Это меняет правила игры».
Астер, Барлетта и соавторы исследования также развернули большую сеть чувствительных сейсмографов по всей Антарктиде для получения сейсмических томографических изображений - аналогичных гигантскому компьютерному сканированию - глубин Земли под Антарктидой.
Эта работа помогла в интерпретации и моделировании данных GPS о подъеме, предоставив подробное картографирование обширной области мантии Земли на глубине до 400 миль ниже Западной Антарктиды.
Предыдущие и связанные с ними исследования, проведенные исследовательской группой, также показали, что некоторые более горячие объекты под Антарктидой простираются еще глубже, более чем на 600 миль, вглубь Земли.
«Эти более теплые особенности мантии вызывают ранее загадочную вулканическую активность в Западной Антарктиде, включая гору Эребус на острове Росс», - сказал Астер. «Это геотермальное тепло у основания ледяного щита помогает поддерживать подледниковые озера в некоторых регионах и смазывает ледяной щит, когда он сползает к океану», - добавил он..
Астер сказал, что, хотя исследование дает возможность для положительного результата, если глобальное потепление в будущем будет экстремальным, весь западно-антарктический ледяной щит все равно растает.
«Чтобы не допустить повышения глобального уровня моря более чем на несколько футов в этом столетии и в последующий период, мы должны по-прежнему ограничивать концентрацию парниковых газов в атмосфере, что может произойти только благодаря международному сотрудничеству и инновациям», - сказал он.