Forskere opdager vulkansk varmekilde under den store antarktiske gletsjer

En forsker fra University of Rhode Islands Graduate School of Oceanography og fem andre videnskabsmænd har opdaget en aktiv vulkansk varmekilde under Pine Island-gletsjeren i Antarktis.

Opdagelsen og andre fund, som er afgørende for at forstå stabiliteten af ​​den vestantarktiske iskappe, som Pine Island Glacier er en del af, er offentliggjort i avisen, "Bevis på en aktiv vulkansk varmekilde under Pine Island Glacier, " i den seneste udgave af Naturkommunikation .

Adjunkt Brice Loose fra Newport, en kemisk oceanograf ved GSO og hovedforfatteren, sagde papiret er baseret på forskning udført under en stor ekspedition i 2014 til Antarktis ledet af forskere fra Storbritannien. De arbejdede ombord på en isbryder, RRS James Clark Ross, fra januar til marts, Antarktis sommer.

"Vi søgte bedre at forstå havets rolle i smeltningen af ​​ishylden, sagde Loose. "Jeg prøvede vandet for fem forskellige ædelgasser, inklusive helium og xenon. Jeg bruger disse ædelgasser til at spore issmeltning samt varmetransport. Helium-3, gassen, der indikerer vulkanisme, er en af ​​de gasser, som vi får fra denne sporingsmetode.

"Vi ledte ikke efter vulkanisme, vi brugte disse gasser til at spore andre handlinger, " sagde han. "Da vi først begyndte at se høje koncentrationer af helium-3, vi troede, at vi havde en klynge af dårlige eller mistænkelige data."

Den vestantarktiske iskappe ligger på toppen af ​​et stort vulkansk sprækkesystem, men der havde ikke været tegn på nuværende magmatisk aktivitet, sagde URI-forskeren. Den sidste sådan aktivitet var 2, 200 år siden, Løs sagde. Og mens vulkansk varme kan spores til sovende vulkaner, hvad forskerne fandt på Pine Island var nyt.

I avisen, Løs sagde, at det vulkanske riftsystem gør det vanskeligt at måle varmestrømmen til det vestantarktiske indlandsis.

"Du kan ikke direkte måle normale indikatorer for vulkanisme - varme og røg - fordi den vulkanske sprække er under mange kilometer is, " sagde Loose

Men da holdet udførte sin forskning, den fandt store mængder af en isotop af helium, som næsten udelukkende kommer fra kappe, Løs sagde.

"Når du finder helium-3, det er som et fingeraftryk for vulkanisme. Vi fandt ud af, at det er relativt rigeligt i havvandet ved Pine Island-soklen.

"De vulkanske varmekilder blev fundet under den hurtigst bevægende og den hurtigst smeltende gletsjer i Antarktis, Pine Island Glacier, sagde Loose. "Det taber hurtigst masse."

Han sagde, at mængden af ​​is, der glider ned i havet, måles i gigaton. En gigaton svarer til 1 milliard tons.

Imidlertid, Løse advarsler, dette betyder ikke, at vulkanisme er den største kilde til massetab fra Pine Island. Tværtimod, "der er flere årtiers forskning, der dokumenterer, at varmen fra havstrømmene destabiliserer Pine Island Glacier, hvilket igen ser ud til at være relateret til en ændring i de klimatologiske vinde omkring Antarktis, sagde Loose. I stedet, dette bevis på vulkanisme er en ny faktor at overveje, når man overvåger indlandsisens stabilitet.

Forskerne rapporterer i papiret, at "heliumisotop- og ædelgasmålinger giver geokemiske beviser for sub-glacial smeltevandsproduktion, der efterfølgende transporteres til hulrummet i Pine Island Ice Shelf." De siger, at varmeenergi frigivet af vulkanerne og hydrotermiske åbninger antyder, at varmekilden under Pine Island er omkring 25 gange større end hovedparten af ​​varmestrømmen fra en individuel sovende vulkan.

Professor Karen Heywood, fra University of East Anglia i Norwich, Det Forenede Kongerige, og chefforsker for ekspeditionen, sagde:"Opdagelsen af ​​vulkaner under den antarktiske iskappe betyder, at der er en ekstra varmekilde til at smelte isen, smøre sin passage mod havet, og tilsæt til smeltningen fra varmt havvand. Det vil være vigtigt at inddrage dette i vores bestræbelser på at vurdere, om indlandsisen i Antarktis kan blive ustabil og yderligere øge havniveaustigningen."

Betyder det, at globale klimaændringer ikke er en faktor i stabiliteten af ​​Pine Island Glacier?

Ingen, sagde Løs. "Klimaforandringer forårsager hovedparten af ​​gletsjerafsmeltningen, som vi observerer, og denne nyopdagede varmekilde har en endnu ikke bestemt effekt, fordi vi ikke ved, hvordan denne varme er fordelt under indlandsisen."

Han sagde, at andre undersøgelser har vist, at smeltning forårsaget af klimaændringer reducerer størrelsen og vægten af ​​gletsjeren, hvilket reducerer trykket på kappen, lader større varme fra den vulkanske kilde slippe ud og opvarmer derefter havvandet.

"At forudsige hastigheden af ​​havniveaustigningen vil være en nøglerolle for videnskaben over de næste 100 år, og det gør vi. Vi overvåger og modellerer disse gletsjere, " sagde Loose.

Forskerne afslutter med at skrive:"Størrelsen og variationerne i hastigheden af ​​den vulkanske varme, der leveres til Pine Island-gletsjeren, enten ved intern magma migration, eller ved en stigning i vulkanisme som følge af udtynding af indlandsisen, kan påvirke den fremtidige dynamik af Pine Island Glacier, under den moderne periode med klimadrevet glacial tilbagetog."

Ud over Heywood, Løs arbejdede med Alberto C. Naveira Garabato, fra National Oceanography Center ved University of Southampton, Det Forenede Kongerige; Peter Schlosser fra Arizona State University's School of Earth and Space Exploration og Lamont-Doherty Earth Observatory ved Columbia University; William Jenkins fra Woods Hole Oceanographic Institution i Massachusetts; og David Vaughn fra British Antarctic Survey, Cambridge, Det Forenede Kongerige.