Oamenii de știință descoperă un sistem vast de apă subterană sărată sub calota glaciară a Antarcticii

O nouă descoperire în adâncul unuia dintre râurile de gheață din Antarctica ar putea schimba înțelegerea oamenilor de știință asupra modului în care curge gheața, cu implicații importante pentru estimarea viitoarei creșteri a nivelului mării.

Oamenii de știință din ghețar Matthew Siegfried de la Școala de Mine din Colorado, Chloe Gustafson de la Instituția Scripps de Oceanografie și colegii lor au petrecut 61 de zile trăind în corturi într-un flux de gheață antarctic pentru a colecta date despre pământul aflat sub o jumătate de milă de gheață sub picioarele lui. . Ei explică ce a descoperit echipa și ce spune despre comportamentul calotelor de gheață într-o lume care se încălzește.

Care a fost marea concluzie a cercetării dumneavoastră?

În primul rând, ajută să înțelegem că Antarctica de Vest a fost un ocean înainte de a fi o calotă de gheață. Dacă ar dispărea astăzi, ar fi din nou un ocean cu o grămadă de insule. Așa că știm că roca de bază de sub calota de gheață este acoperită cu un strat gros de sedimente, particulele care se acumulează pe fundul oceanului.

Ceea ce nu știam era ce era în porii mici dintre acele sedimente de sub gheață.

Ne așteptam să găsim apă de topire care vine din fluxul de gheață de deasupra, un canal de gheață cu mișcare rapidă care curge din centrul calotei de gheață în ocean. Ceea ce nu ne așteptam, dar am găsit în acest strat gros de sedimente, a fost o cantitate mare de apă subterană, inclusiv apă sărată a oceanului.






Cum gheața din Antarctica curge prin fluxurile de gheață și rafturile de gheață în ocean. Credit: NASA

Descoperirile noastre sugerează că această apă subterană sărată este cel mai mare rezervor de apă lichidă de sub fluxul de gheață pe care l-am studiat și probabil altele și ar putea afecta modul în care curge gheața în Antarctica.

Apa lichidă este incredibil de importantă pentru a ști cât de repede se mișcă un flux de gheață. Dacă există apă lichidă la baza unui flux de gheață, aceasta curge rapid. Dacă acea apă îngheață sau baza se usucă, gheața se oprește.

În general, modelele cu curent de gheață iau în considerare doar dacă gheața de la bază a atins punctul de topire sau dacă apa a curs de sus de-a lungul bazei de gheață. Oamenii de știință nu au considerat niciodată că există mai multă apă disponibilă sub calota de gheață și mult mai puțină apă care este mult mai sărată, ceea ce împiedică înghețarea apei la temperaturi mai scăzute. (Gândiți-vă de ce comunitățile pun sare pe drumuri iarna.)

Observațiile noastre sugerează că există atât de multă apă acolo, încât dacă ai lua cei 500 până la 1.900 de metri (1.600 până la 6.200 de picioare) de sedimente sub fluxul de gheață și l-ai stoarce ca un burete, ai avea o coloană de apă de aproximativ 220 până la 820 de metri (de la 700 la 2.700 de picioare) adâncime.

Această apă se poate mișca prin porii sistemului de apă subterană subglaciară, la fel ca și în altă parte, dar în Antarctica există o calotă de gheață dinamică deasupra. Când calota de gheață devine mai groasă, ea pune mai multă presiune asupra sedimentului de dedesubt, astfel încât ar putea împinge apa de topire de la baza calotei de gheață mai adânc în sediment. Cu toate acestea, atunci când gheața devine mai subțire, ar putea extrage apă, acum puțin mai sărată, din sedimente. Acea apă mai sărată ar putea afecta cât de repede curge gheața.

Știind că există un rezervor masiv de apă care poate fi legat de comportamentul regiunilor cu curgere rapidă din Antarctica înseamnă că oamenii de știință trebuie să regândească înțelegerea noastră despre fluxurile de gheață.

Modificat din Gustafson et al., 2022“/>

Ilustrații ale fluxului de gheață Whillans arată apă lichidă sub gheața de lac subglaciar (stânga) și apă subterană în sedimente. Fluxul de gheață se mișcă la aproximativ 300 de metri pe an. Credit: Modificat din Gustafson et al., 2022

Ce le spune oamenilor de știință găsirea apei lichide în sedimente despre Antarctica?

Apa subterană sărată era un semn clar al cât de departe în interior ajungea granița dintre calota de gheață și ocean.

Această limită, cunoscută sub numele de linia solului, este incredibil de importantă. Când gheața trece prin linia de împământare, începe să plutească în ocean. Dacă știți cum se deplasează linia solului, aveți o idee bună despre cât de multă gheață este contribuită la oceanul global.

Faptul că era apă de mare sub picioarele noastre însemna că linia terestră era în amonte de noi undeva, la cel puțin 70 de mile (110 kilometri) de locul unde se află astăzi.

Următoarea întrebare este când a ajuns acolo.

Susținem în articolul nostru că nu poate fi prea vechi. Apa subterană curge și apa dulce intră în sedimentele ghețarului de deasupra. Estimăm că cea mai mare parte din această apă sărată a ajuns în sistemul subglaciar în ultimii 10.000 de ani, pe baza cantității de radiocarbon care a fost găsită în sedimentul superior într-un studiu anterior.

Oamenii de știință descoperă un sistem vast de apă subterană sărată sub calota glaciară a Antarcticii

Punctele de inspecție ale echipei de pe Whillan Ice Stream în 2018-2019 și linia de împământare. Credit: Kerry Key/Lamont-Doherty Earth Observatory

Oceanul ar fi depus acea apă de mare atunci când stratul de gheață s-a micșorat în perioadele calde din trecut.

Whillans Ice Stream este destul de îndepărtat. Cum ai stabilit ce se întâmplă la o milă mai jos de tine?

Site-ul nostru se află la aproximativ două ore de zbor de la stația McMurdo din Antarctica. Avionul aterizează pe schiuri și lasă în urmă tot ce ai nevoie pentru a trăi. Apoi decolează și ești tu, echipajul tău de teren și câțiva paleți de marfă.

În total, am dormit 61 de zile într-un cort în acel sezon. În fiecare zi, ne-am împachetat snowmobilele, am introdus coordonatele site-ului și am instalat stații magnetotelurice.

Fiecare stație are trei magnetometre, îndreptate de la est la vest, de la nord la sud și pe verticală, și două perechi de electrozi, aliniați de la est la vest și de la nord la sud. Aceste instrumente pot detecta semnăturile electromagnetice ale diferitelor materiale pământești din subsol.

Variațiile naturale ale câmpurilor electrice și magnetice ale Pământului sunt create de evenimente din întreaga lume, cum ar fi vântul solar care interacționează cu ionosfera Pământului și fulgerul. O modificare a câmpurilor magnetice și electrice ale Pământului induce câmpuri electromagnetice secundare în subsol, iar puterea acelor câmpuri este legată de cât de bine conducă electricitatea materialului de acolo.






Instalarea unei stații magnetotelurice în pârâul de gheață Whillans.

Deci, măsurând câmpurile electrice și magnetice de la suprafața gheții, putem determina conductivitatea materialelor subterane, inclusiv a apei. Este aceeași metodă folosită de industria petrolului și gazelor pentru a găsi combustibili fosili.

Am putut vedea apa subterană și, deoarece apa sărată are o conductivitate mult mai mare decât apa dulce, am putut estima cât de sărată era.

Ce altceva ar putea fi în apele subterane?

De fiecare dată când am făcut o gaură în Antarctica, a fost plină de viață microbiană. Nu există niciun motiv să credem că microbii nu roade și nutrienții din apele subterane.

Când ai ecosisteme microbiene care sunt izolate pentru perioade lungi de timp (în acest caz, probabil că apa de mare a fost depusă acolo cu 5.000 până la 10.000 de ani în urmă), începi să ai un analog destul de bun al modului în care ar putea exista viața pe alte corpuri. planetarii, blocate. sub pământ și îngropat sub un strat gros de gheață.

Acolo unde există viață, există și problema carbonului.






Vânturile puternice, frecvente în tabăra autorilor din Whillans Ice Stream, creează provocări pentru metoda electromagnetică. Fiecare particulă de zăpadă are electricitate statică care creează zgomot pentru instrumente.

Știm că există microbi în lacurile și râurile subglaciare pe deasupra sedimentelor care consumă carbon și îl transformă în gaze cu efect de seră, cum ar fi metanul și dioxidul de carbon. Știm că tot acest carbon este în cele din urmă transferat în Oceanul de Sud. Dar încă nu avem măsurători mari ale acestor lucruri.

Acesta este un mediu nou și mai sunt încă multe cercetări de făcut. Avem observații ale unui flux de gheață. Este ca și cum ai înfige un pai în sistemul de apă subterană din Florida și ai spune: „Da, e ceva aici”, dar cum este restul continentului?


În sedimentele de sub gheața din Antarctica, oamenii de știință descoperă un sistem de apă subteran uriaș


Furnizat de The Conversation

Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.Conversatia

Citare: Oamenii de știință descoperă un vast sistem de apă subterană sărată sub stratul de gheață antarctic (6 mai 2022) Preluat la 6 mai 2022 de la https://phys.org/news/2022-05-scientists- vast-salty-groundwater-antarctica.html

Acest document este supus dreptului de autor. În afară de orice tranzacție echitabilă în scopuri private de studiu sau cercetare, nicio parte nu poate fi reprodusă fără permisiunea scrisă. Conținutul este furnizat doar în scop informativ.

Add Comment