Sistem de apă subteran uriaș descoperit sub Antarctica

Echipa de cercetare a colectat date în frigul arzător al Antarcticii timp de săptămâni pentru a cartografi subteranul continentului.

Echipa de cercetare a colectat date în frigul arzător al Antarcticii timp de săptămâni pentru a cartografi subteranul continentului.
Fotografie: Cheia Kerry

Antarctica, departe de a fi o masă de gheață în expansiune, este un continent geologic complex format din de la ghețari expansivi, roca de bază zimțată și, după cum constată o nouă cercetare, cantități mari de apă subterană. UN Sf.udy publicat astăzi în revista Science descrie un strat gros de apă subterană de sub Antarctica de Vest, cu potențialul de a guverna fluxurile de gheață ale continentului. Cercetătorii din spatele lucrării cred că acesta ar putea fi unul dintre numeroasele rezervoare mari de apă subterană de sub Antarctica.

Echipa, condusă de Chloe Gustafson, în prezent cercetător postdoctoral la Instituția Scripps de Oceanografie, a călătorit în Antarctica de Vest la sfârșitul anului 2018. Înainte de a începe munca de teren la distanță, o expediție riscantă departe de orice sprijin, au petrecut două săptămâni pregătindu-se în McMurdo. Station, un avanpost american de cercetare pe insula Ross din Antarctica. „În apogeul sezonului, pot locui 1.000 de oameni acolo, așa că uneori e ca un oraș mic”, mi-a spus Gustafson la telefon. „Există o bucătărie unde toată lumea mănâncă, există dormitoare, există o sală de sport, există câteva baruri.”

Pe lângă colectarea tuturor corturilor, saci de dormit, alimente, și alte provizii de care ar avea nevoie, echipa s-a antrenat cu un alpinist despre cum să conducă snowmobile, să sape adăposturi de zăpadă și să montezi corturi. După ce a așteptat vremea rea, grupul de patru persoane (Gustafson, Kerry Key de la Observatorul Pământului Lamont-Doherty al Universității Columbia, Matthew Siegfried de la Școala de Mine din Colorado și alpinista Meghan Seifert) au luat un zbor la locul lor. domeniu: Whillans Ice Stream în calota glaciară a Antarcticii de Vest.

Stația McMurdo, văzută aici, este o stație de cercetare americană situată în Antarctica.

Stația McMurdo, văzută aici, este o stație de cercetare americană situată în Antarctica.
Fotografie: Cheia Kerry

Un flux de gheață este un flux relativ rapid în interiorul unei calote de gheață. Aceste lucruri se pot mișca la viteze la fel de repede ca 6 picioare pe zi în Antarctica și reprezintă 90% din gheața care părăsește continentul. Ei au ales Whillans Ice Stream pentru studiul lor din cauza datelor existente care au fost deja colectate acolo. În 2007, Helen Fricker, un alt colaborator la acest proiect, a observat un sistem de lacuri subglaciare prin imagini din satelit. În următorul deceniu, cercetătorii au confirmat că a existat, de fapt, un lac sub Whillans Ice Stream folosind seismologie și foraj. „A fost foarte interesant și am vrut să trecem la pasul următor și să ne uităm la ce se întâmplă în fundal”, a spus Gustafson. „Există apă subterană?”

Majoritatea cercetărilor anterioare asupra fluxului de gheață Whillans s-au concentrat pur și simplu pe confirmarea prezenței apei lichide sub gheață prin foraje de mică adâncime, dar Gustafson și echipa sa au vrut să știe cum arată de fapt această apă subterană subglaciară. Limitați de un sezon scurt de câmp, au avut nevoie de o metodă mai eficientă și s-au hotărât pe magnetotelurică, o metodă geofizică pasivă pe care Gustafson a descris-o practic ca „a face un RMN al Pământului”. Magnetotelurica se bazează pe excitația Ionosfera Pământului datorită vântului solar. Această emoție generează unde electromagnetice, pe care Gustafson și echipa sa le-au înregistrat, care călătoresc prin subterasa Pământului în moduri diferite, în funcție de mediu.

„Din acele măsurători de câmp electric și magnetic, putem începe să ne dăm seama bine, acesta este semnalul care vine din gheață, acest semnal vine din apă sărată, semnalele vin din apă dulce”, a explicat Gustafson.

Echipa a avut opt ​​receptoare care ar îngropa un picior în zăpadă timp de 24 de ore pentru a capta acele semnale electromagnetice. Odată ce trecea o zi, erau dezgropați și mutați câțiva mile, repetând acest proces de nenumărate ori timp de șase săptămâni.

Toate aceste date s-au adăugat la o descoperire cheie: sedimentele de sub râul de gheață Whillans au fost umplute cu apă. Acestea sunt sedimente marine care au fost depuse când Antarctica era odată un ocean deschis cu milioane de ani în urmă. În imaginile lor, echipa a descoperit că sedimentele aveau o grosime între jumătate de kilometru (aproximativ 1.600 de picioare) și 2 kilometri (mai mult de o milă). Au stabilit că Sub un strat de apă dulce de câteva sute de metri grosime (cauzat de topirea naturală a ghețarilor), se află o coloană de apă care devine mai sărată pe măsură ce se adâncește.

„O parte din această apă subterană sărată ar putea fi rămasă din momentul în care acele sedimente au fost depuse inițial”, a propus Gustafson. „Dar apoi o parte din sarea din apele subterane ar putea proveni și din vremuri în care calota de gheață a crescut, dar apoi s-a retras din nou și a intrat apa oceanului”.

Toate acestea au fost ipotetice până acum, iar cercetătorii spun că sunt primii care au folosit magnetotelurica pentru a vizualiza apele subterane subglaciare.

„Comunitatea științifică știe de mult că există un strat gros de sediment marin sub o mare parte a calotei de gheață antarctice de vest, dar nu știm prea multe despre modul în care calota de gheață este influențată de apele subterane adânci, așa cum arată noul studiu. este salin”, a scris Poul Christoffersen într-un e-mail. Christoffersen, care a numit noua lucrare „fascinantă”, este glaciolog la Institutul de Cercetare Polară Scott de la Universitatea din Cambridge și nu a fost afiliat acestui proiect. El a continuat: „Noul studiu arată, de asemenea, că apa dulce produsă prin topirea la fundul calotei de gheață a pătruns câteva sute de metri în sistemul de apă subterană de când s-a format calota de gheață și că, probabil, sarea și substanțele dizolvate s-au scurs și în drenajul bazal al calotei. sistem de calote de gheață.”

Apa subterană de sub fluxul de gheață ar putea juca un rol critic în modul în care fluxul transportă gheața în mare. „Am această analogie: fluxurile de gheață sunt ca alunecări și alunecări”, a spus Gustafson. „Așa că, dacă aveți apă pe un alunecare și un tobogan, puteți aluneca destul de repede. Dar dacă este mai puțină apă sau nu există apă, nu vei aluneca foarte departe.”

Brad Lipovsky de la Școala de Mediu al Universității din Washington a făcut ecou descrierii lui Gustafson. Mi-a spus într-un telefon: „În primii metri sub ghețar, proprietățile de acolo controlează viteza cu care curge direct gheața: [if] ghețarul tău stă pe multă lut umed, este mai alunecos și gheața curge mai repede”.

Aceste descoperiri au implicații potențiale pentru restul continentului. Gustafson a spus că diferite buzunare de apă subterană subglaciară pot fi găsite sub fluxurile de gheață din întreaga Antarctica. „Există observații din Antarctica înconjurătoare, care sugerează că aceste sedimente sunt prezente mai jos [other] fluxuri de gheață”, a spus el. „Aș paria că aceste acvifere sunt trăsături comune în întreaga Antarctica”.

În timp ce ghețarii acoperă doar 10% din Pământ, ghețarii Antarcticii reprezintă 85% din această acoperire. În funcție de modul în care se comportă această apă subterană, ar putea ajuta gheața să curgă mai rapid sau mai lent în ocean. Cercetătorii sugerează că atunci când sistemul este stabil, apele subterane se vor scurge în Oceanul de Sud, pe măsură ce mai multă apă de topire se infiltrează în sedimente. Dar dacă fluxurile de gheață ar pierde din masă din cauza creșterii temperaturii din cauza schimbărilor climatice, reducerea presiunii lor asupra sedimentelor de sub ele ar putea permite mai multă apă subterană să se ridice la suprafață, lubrifiind și mai mult baza fluxului și mărind-o.s, amenințând viitorul calotei de gheață a continentului.

.

Add Comment