Ti års iskolde data viser strømmen af ​​varme fra den arktiske havbund

Forskere har taget temperaturen på en enorm havbundsflade i det arktiske hav i ny forskning fra U.S. Geological Survey og Geological Survey of Canada. Studiet, offentliggjort i Journal of Geophysical Research , er ledsaget af frigivelsen af ​​et stort havvarmestrømsdatasæt indsamlet af USGS fra en isø, der driver i det arktiske hav mellem 1963 og 1973. Disse aldrig før offentliggjorte data udvider i høj grad antallet af marine varmestrømsmålinger i det høje Arktis Ocean.

Marine varmestrømningsdata bruger temperaturer i sedimenter nær havbunden som en indikation af, hvor varmt Jordens ydre lag er. Disse data kan bruges til at teste pladetektoniske teorier, give oplysninger om olie- og gasreservoirer, bestemme strukturen af ​​stenlag og udlede væskecirkulationsmønstre gennem brud i disse stenlag.

"Dette arbejde og det faktum, at det forbliver relevant så mange år senere, understreger det vedvarende bidrag, som USGS-forskere har ydet til at forstå selv de fjerneste hjørner af planeten, " sagde USGS associeret direktør for naturlige farer, David Applegate. "Efterhånden som fokus på den arktiske region fortsætter med at stige, Jeg ser frem til at se, hvordan forskere ved USGS og andre institutioner bygger videre på denne værdifulde forskning."

Fra 1963, nu pensionerede USGS-forsker Arthur Lachenbruch og hans team af forskere udførte 356 marine varmestrømsmålinger og erhvervede mere end 500 havbundssedimentprøver, mens de arbejdede fra en hytte installeret på Fletcher's Ice Island, en 30 kvadratkilometer stor isflage også kendt som T-3. Disse målinger af varmestrøm fra det arktiske hav, som USGS har taget i løbet af 10 år, repræsenterer langt mere end det antal, der er tilgængeligt for den amerikanske Atlanterhavsmargin.

På spørgsmålet om udgivelsen af ​​T-3's ældre varmeflow-datasæt, Lachenbruch kommenterede, "Jeg er glad for at se T-3 varmestrømningsresultaterne gjort bredt tilgængelige for forskere og genanalyseret ved hjælp af arktiske seismiske data erhvervet i de sidste par årtier."

T-3 isøen blev administreret af U.S. Naval Arctic Research Laboratory og Office of Naval Research. Forskere fra USGS, Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO) og andre institutioner arbejdede på T-3 i måneder ad gangen mellem 1962 og 1974. I denne periode, LDEO registrerede navigations- og geofysiske data med en times intervaller, og USGS har også udgivet dette T-3-datasæt i samarbejde med tidligere LDEO-forsker John K. Hall, Geological Survey of Israel (pensioneret).

I løbet af tiåret med USGS-forskning, havstrømme og bevægelsen af ​​den polare ispose førte T-3 Ice Island næsten 21, 000 km (13, 050 miles) gennem den vestlige del af det arktiske hav, som er kendt som det amerikanske bassin. Dette er stadig et af de mest fjerntliggende og mindst undersøgte steder på Jorden selv i dag, hvilket gør det store antal varmestrømsmålinger frigivet af USGS endnu mere bemærkelsesværdigt.

USGS opnåede de marine varmestrømsmålinger ved at sænke en sonde udstyret med termiske sensorer gennem et permanent hul i isen, indtil sonden kom ind i havbunden. Sonden registrerede temperaturer i sedimenterne og hentede også en sedimentkerne, der blev brugt til andre målinger af USGS-forskere og kolleger ved University of Wisconsin.

I den Journal of Geophysical Research papir, der beskriver disse målinger, USGS geofysiker Carolyn Ruppel og medforfattere kombinerer de gamle T-3 varmestrømsdata med moderne seismiske billeder. Disse seismiske data i det arktiske hav indsamles af isbrydere, der tager billeder hundreder til tusinder af meter (op til mange miles) under havbunden for at afsløre sediment og stenstrukturer, fejl, og andre funktioner.

Nogle af de moderne seismiske data, der blev brugt i papiret, blev indsamlet eller kompileret af U.S. og Canadian Extended Continental Shelf-projekter, hvis ledende videnskabsmænd, USGS geofysiker Deborah Hutchinson og Geological Survey of Canadas forsker David Mosher, var medforfatter til den nye undersøgelse. Andre medforfattere inkluderer Lachenbruch og den pensionerede USGS-forsker Robert Munroe, som udførte termiske laboratoriemålinger på genvundne sedimentprøver, mens de var på T-3.

Det nye papir analyserer variabiliteten i T-3 varmestrømsdatasættet og viser, at temperaturerne på havbunden og de øverste niveauer af skorpen ikke er afhængige af batymetri eller sedimenttykkelse. Analysen viser også, at høj varmeflowvariabilitet på Alpha Ridge, som blev dannet, da et kappehotspot udløste skabelsen af ​​den højarktiske store magmatiske provins, er i overensstemmelse med tyndt sedimentdækning over sprækket kældersten gennemtrængt af cirkulerende væsker.

Den nye undersøgelse bekræfter også resultater opnået i 1960'erne af Lachenbruch og USGS-kollega B. Vaughn Marshall. De havde postuleret, at forskelle mellem sammensætningen af ​​klippelagene mellem Canada Basin og Alpha Ridge kunne forklare en varmestrømningsanomali ved grænsen mellem disse provinser.