Antarktis:Undersøgelse giver data om strukturen af ​​det iskolde kontinent

Antarktis er en af ​​de dele af Jorden, som vi ved mindst om. På grund af det massive isskjold, indsamling af geofysiske oplysninger på stedet er ekstremt vanskelig og dyr. Satellitdata fra European Space Agency (ESA) er nu blevet brugt som grundlag for ny indsigt i kontinentets dybe struktur. Forskere fra Kiel University (CAU) har for nylig offentliggjort deres opdagelser i Journal of Geophysical Research:Solid Earth i samarbejde med forskere fra British Antarctic Survey, Storbritanien, og Delft University of Technology i Holland.

Ser ud i dybet fra rummet

De nyligt evaluerede data fra ESA's GOCE-satellitmission dedikeret til jordens gravitationsfelt, kombineret med seismologiske modeller, muliggør hidtil uset indsigt i litosfæren, som består af skorpen og jordens øverste kappe under det frosne kontinent. For at gøre det, Folker Pappa, doktorgradsforsker ved Kiel Universitet og hovedforfatter af undersøgelsen, sammen med Jörg Ebbing, Professor i geofysik ved Kiel Universitet, brugt specielle gradientdata fra satellitten, blandt andre oplysninger:"Dette tillader et meget større detaljeringsniveau, når man analyserer dybe jordstrukturer, " siger Pappa. Det gør det muligt for forskerne at drage konklusioner om sådanne ting som dybden af ​​overgangen fra skorpe til kappe - og disse målinger er dramatisk forskellige over området på 14 millioner kvadratkilometer. "Under Vestantarktis, som er geologisk ung, jordskorpen er forholdsvis tynd med omkring 25 kilometer, og jordens kappe er tyktflydende i en dybde på mindre end 100 kilometer. Østantarktis, på den anden side, er et gammelt kratonisk skjold og mere end en milliard år gammelt. Her, kappeklipperne har stadig faste egenskaber i en dybde på mere end 200 kilometer."

Repræsentationen af ​​den dybe 3-D struktur i Antarktis tillader nu også nye fund om den såkaldte glacial-isostatiske justering, forklarer medforfatter professor Wouter van der Wal fra Delft University of Technology:"Dette er en nøgleproces, der bestemmer, hvordan kontinentet reagerer på nuværende og tidligere udtynding af iskappen. Vi fandt store variationer i kappetemperaturen under kontinentet, som fører til opløftning og aftagende af jorden med meget forskellige hastigheder på tværs af kontinentet. Disse nye begrænsninger for jordskorpe- og lithosfærens tykkelse er også afgørende i bestræbelserne på at estimere den antarktiske geotermiske varmeflux, og hvordan den påvirker subglacial smeltning og indlandsisens flow."

"Dette er naturlige vekselvirkninger mellem isen og den faste jord. Indtil nu, det var ikke muligt at undersøge disse processer nærmere i Antarktis på grund af mangel på jordmodeller, " tilføjede Pappa. Hans personlige højdepunkt er Gamburtsev Subglacial Mountains, der stadig knapt er udforsket og over tre tusinde meter høje:"Den faste jord er den tykkeste her, omkring 260 kilometer. Dette er en spændende struktur, og vi ved ikke præcis, hvordan det ser ud, fordi bjergkæden er fuldstændig dækket af isskjolde."

Antarktis som 3-D-model og dets forbindelse til andre kontinenter

Forskningen blev finansieret af European Space Agency inden for projekterne GOCE+Antarctica og 3-D Earth. Det internationale konsortium af begge projekter består af ni institutioner i seks europæiske lande. "3-D Jorden tilbyder os fristende nye geofysiske fund om Antarktis dybe struktur og udvikling. Disse nye modeller, der viser tykkelsen af ​​skorpen og litosfæren, er afgørende for at forstå Antarktis' grundlæggende sammensætning og tektoniske arkitektur, for eksempel, " understreger Dr. Fausto Ferraccioli, chefgeofysiker ved British Antarctic Survey og medforfatter til undersøgelsen. "Yderligere resultater, som vi kan udlede af undersøgelsens bekymring, er de tidligere forbindelser mellem Antarktis og andre kontinenter som Australien, Afrika og Indien, " sagde Ferraccioli.

"Vi er endelig ved at lære Antarktis ordentligt at kende, " siger Ebbing. Ud over temperaturfordelingen, forskerne har også bestemt andre egenskaber ved den faste jord, såsom sammensætningen og stendensiteten.

En del af projektet er en imponerende 3-D model af Antarktis, oprettet af ESA. ESA's Roger Haagmans bemærkede:"Dette er vigtige resultater også i forbindelse med forståelsen af ​​havniveauændringer som en konsekvens af istab fra Antarktis. Når ismasse går tabt, den faste jord vender tilbage, og denne effekt skal tages i betragtning ved ændringer i isvolumen. Dette kan bedre bestemmes, når strukturen og sammensætningen af ​​jordens indre er bedre forstået."