Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Ny undersøgelse viser tilbagetrækning af det østlige Antarktis islag i tidligere varme perioder

For enden af ​​Taylor Glacier, en hypersalin saltlage kendt som "Blood Falls" strømmer på overfladen. Den røde farve er fra jernoxid, der udfælder fra de subglaciale farvande. Forskere studerede mineralforekomster, der tidligere var dannet af sådanne væsker, og fandt tegn på glacial tilbagetrækning omkring 400, 000 år siden. Kredit:Terry Blackburn

Spørgsmål om stabiliteten af ​​det østantarktiske islag er en stor kilde til usikkerhed i skøn over, hvor meget havniveauet vil stige, når jorden fortsætter med at varme. I årtier, videnskabsfolk troede, at det østantarktiske islag var forblevet stabilt i millioner af år, men nyere undersøgelser er begyndt at skabe tvivl om denne idé. Nu, forskere ved UC Santa Cruz har rapporteret nye tegn på betydeligt istab fra Øst -Antarktis i en interglacial varm periode omkring 400, 000 år siden.

Studiet, udgivet 22. juli i Natur , fokuseret på Wilkes -bassinet, en af ​​flere skållignende bassiner i kanterne af indlandsisen, der betragtes som sårbare over for smeltning, fordi isen hviler på land, der er under havets overflade. Wilkes -bassinet rummer i øjeblikket nok is til at hæve havniveauet med 3 til 4 meter (10 til 13 fod).

Is flyder langsomt gennem bassinerne fra det indre af kontinentet ud til de flydende ishylder i margenerne. Istab får jordlinjen - det punkt, hvor isen mister kontakten med jorden og begynder at flyde - til at flytte sig ind i landet, forklarede første forfatter Terrence Blackburn, adjunkt i jord- og planetvidenskab ved UC Santa Cruz.

"Vores data viser, at grundlinjen i Wilkes -bassinet trak sig tilbage 700 kilometer inde i landet under en af ​​de sidste virkelig varme interglacials, når de globale temperaturer var 1 til 2 grader Celsius varmere end nu, "Sagde Blackburn." Det har sandsynligvis bidraget med 3 til 4 meter til global havstigning, med Grønland og Vestantarktis, der tilsammen bidrager med yderligere 10 meter. "

Med andre ord, en periode med global opvarmning, der kan sammenlignes med, hvad der forventes under de nuværende scenarier for menneskeskabte drivhusgasemissioner, resulterede i en stigning i havniveauet på omkring 13 meter (43 fod). Selvfølgelig, dette ville ikke ske på én gang - det tager tid for så meget is at smelte.

"Vi har åbnet fryserdøren, men isblokken er stadig kold, og den går ingen steder på kort sigt, "Sagde Blackburn." For at forstå, hvad der vil ske over længere tidsskalaer, vi skal se, hvad der skete under sammenlignelige forhold tidligere. "

Problemet med at studere de mellemistidsperioder under Pleistocæn er, at de alle endte i endnu en istid, da indlandsisen avancerede igen og dækkede beviserne. Til det nye studie, Blackburn og hans kolleger brugte en ny teknik baseret på isotopmålinger i mineralforekomster, der registrerer tidligere ændringer i subglaciale væsker.

Uran-234 (U-234) er en isotop af uran, der ophobes meget langsomt i vand, der er i kontakt med sten på grund af det højenergiske henfald af uran-238. Dette sker overalt, men de fleste steder fører hydrologiske processer vand væk fra berigelseskilder, og U-234 fortyndes i store vandområder. I Antarktis, imidlertid, vand er fanget i bunden af ​​indlandsisen og bevæger sig meget langsomt, så længe isen er stabil, tillader U-234 at bygge op til meget høje niveauer over lange perioder.

Et subglacialt bundfald fra Pensacola -bassinet, der dannede 200, 000 år siden. Kombineret med data fra andre prøver, alder og uran isotopisk sammensætning af denne prøve tyder på, at dele af det østlige Antarktis islag blev nedbrudt i løbet af en varm interglacial periode omkring 400, 000 år siden. Kredit:Michael Scudder

Blackburn forklarede, at indlandsisen virker som et isolerende tæppe, så varme fra Jordens indre forårsager smeltning ved basen. Men temperaturerne er koldere, hvor isen er tyndere ved indlandsisen, forårsager genfrysning af underglacialt vand.

"Vand, der strømmer under isen, begynder at fryse igen i kanterne, som koncentrerer alle de opløste mineraler, indtil det bliver overmættet, og mineralerne udfældes for at danne aflejringer af opal eller calcit, "sagde han." Disse aflejringer fælder uran-234, så vi kan datere indskudene og måle deres sammensætning, og vi kan spore det gennem tiden for at få en dyb historie om vandets sammensætning under indlandsisen. "

Hvad denne historie antyder er, at U-234 i subglacialvand i Wilkes-bassinet blev skyllet ud i interglacialperioden 400, 000 år siden, da isen smeltede og jordlinjen trak sig tilbage. Det nulstillede U-234-koncentrationen til lave baggrundsniveauer, og akkumulering genstartede derefter, da isen avancerede igen.

Blackburn bemærkede, at nutidens beviser for ophobning af U-234 i subglaciale væsker kan findes i McMurdo Dry Valleys, det eneste sted, hvor de antarktiske gletschere ender på land. Der, stærkt koncentrerede saltlage dukker op fra gletsjerne på steder som Blood Falls, hvor den blodrøde farve kommer fra høje jernkoncentrationer i saltlage.

"De isotopiske sammensætninger af disse saltlage kan sammenlignes med de bundfald, vi har dateret fra en række steder, og de deler alle den karakteristiske U-234 berigelse, "Blackburn sagde." Saltlage er det, der er tilbage, når de subglaciale væsker kommer helt til kanten af ​​indlandsisen. "

Han sagde, at den nye undersøgelse var inspireret af et papir fra 2016, hvor forskere, der studerede dybhavskoraller, rapporterede tegn på en større ændring i havkemi, herunder en stigning i U-234, sammenfaldende med slutningen af ​​den sidste istid, da det store Laurentide -indlæg, der dækkede store dele af Nordamerika, smeltede.

"De spekulerede i, at det ophobes under iskapper og pegede på nogle mulige steder i Antarktis, hvor det kunne ske, "Sagde Blackburn." Jeg var tilfældigvis et af de steder dengang. "

Sådan var hans kollega, glaciolog Slawek Tulaczyk, professor i jord- og planetvidenskab ved UC Santa Cruz. De diskuterede papiret og begyndte at planlægge denne undersøgelse, som til sidst involverede flere UCSC -fakulteter og studerende. Holdet indsamlede selv nogle prøver af mineralforekomster, men nogle af de vigtigste prøver, der blev brugt i undersøgelsen, blev indsamlet i 1980'erne og arkiveret på Byrd Polar Rock Repository ved Ohio State University.


Varme artikler