Skjult under den antarktiske is ligger et system med søer og vandløb. Et forskerteam, inklusive ETH -forskere, har for første gang direkte observeret de subglaciale vandløb i West Antarktis. Deres undersøgelse, der blev offentliggjort i Nature Geoscienceviser, hvordan individuelle oversvømmelsesbegivenheder påvirker isenes smeltning.
I efteråret 2021 satte et internationalt team af forskere fra New Zealands Antarctic Science Platform ud mod Sydpolen. Deres destination var Ross Ice Shelf i West Antarktis, et flydende isplade ca. 10 gange størrelsen på Schweiz. New Zealand har opereret Scott Research Station på kysten siden 1957.
Derfra fortsatte ekspeditionsteamet sydpå. To uger og 1.200 kilometer senere nåede de deres destination på Kamb Ice Stream, en gletsjer 350 km lang, 100 km bred og mange hundreder af meter dyb, der løber fra det indre af Antarktis mod havet, møder Ross Ice Shelf på kysten.
Varmt vand borehul gennem den antarktiske is
På dette fjerntliggende sted på den permanente is byggede supportteamet en midlertidig forskningsstation med sin egen luftstripe og teltophold for 26 personer. Forskerne brugte de gunstige forhold i den antarktiske sommer til deres forskningsarbejde med temperaturer på -10 ° C, lette vinde og 24 -timers dagslys.
Boring 500 meter gennem ispladen til det antarktiske fastland under, de stødte på vand og sedimentær klippe. Til bore med varmt vand brugte de en højtryksdyse og vand ved 80 ° C. Med en diameter på 30 cm var borehullet stort nok til at sænke et kamera og forskellige måleudstyr ned i dybden for at udforske forholdene ved bunden af isstrømmen.
“Vi ramte vand i slutningen af borehullet, og ved hjælp af vores kamera opdagede vi endda en skole med hummerlignende væsener, 400 kilometer fra det åbne hav,” rapporterer Expedition Leader Huw Horgan, der har arbejdet som forsker ved ETH Zurich og det schweiziske føderale institut for skov-, sne- og landskabsundersøgelser WSL under professor Daniel Farinotti i to år.
Borehullet er en videnskabelig milepæl: Forskere har længe mistænkt, at vand strømmer fra under isarket. Vandet eksisterer på grund af geotermisk varme og andre faktorer, og forskere havde allerede opdaget flere hundrede søer under iskapperne i West og East Antarktis ved hjælp af satellitter.
Men vandløbene i dybden af ishætterne har stadig mange hemmeligheder. Borehullet gennem Kamb Ice Stream er det første nogensinde succesrige forsøg på at observere et sådant vandløb, der møder havhulens hyldehulrum tæt på.
Veritable oversvømmelser under isen
Forskerne brugte deres måleudstyr til at analysere egenskaberne ved vandløbet, herunder temperatur, saltholdighed og sedimentindhold. Ved hjælp af en Echo-lyd var de i stand til at estimere tværsnittet af den vandbærende iskanal til at være omkring 100 på 200 meter.
Den subglaciale strømning bør ikke betragtes som en hurtigt flod. Det er faktisk en rimelig rolig vandmasse, og det meste af vandet kommer fra havet. Kun en lille mængde – mindre end en kubikmeter i sekundet – er frisk vand, dvs. vand, der strømmer mod havet under Kamb -isstrømmen.
“Denne mængde vand er meget mindre end hvad de eksisterende modeller havde forudsagt,” bemærker Horgan, der opsummerer et vigtigt fund af undersøgelsen.
Ikke mindre vigtigt for forskerteamet er et andet resultat: det subglaciale vandløb flyder ikke kontinuerligt; I stedet svinger dens kursus meget over tid. “Vi har mistanke om, at vandet kommer fra subglaciale søer opstrøms. Disse søer fyldes og tomme i visse cykler. Når de tomme, skynder en oversvømmelse af vand sig mod havet,” siger Horgan.
Forskerne beviste, at sådanne oversvømmelsesbegivenheder faktisk forekommer ved at analysere sedimentprøver fra jorden under isstrømmen. I henhold til disse fund forekommer store oversvømmelsesbegivenheder cirka hvert 10. år. Derudover kan der være mindre oversvømmelsesbegivenheder, som forskerne ikke kan bevise ved hjælp af aktuelle metoder.
Vigtige fundament for klimaforskning
Undersøgelsen fra det internationale team af forskere er et springbræt mod bedre forståelse af vandløbene under det antarktiske isplade. På samme tid vil det hjælpe konsekvenserne af global opvarmning med at blive vurderet mere pålideligt i de kommende årtier.
Smeltningsprocesserne i den antarktiske ishylde er en vigtig årsag til den forventede stigning i havniveauet. Dette skyldes, at Ross -ishylden og andre ishyldeformationer fungerer som en barriere, og holder isstrømmene tilbage på det antarktiske fastland og forhindrer dem i at smelte, når de flyder i havet.
“De subglaciale vandløb spiller en central rolle i smeltningen af ishylden,” understreger Horgan. “Vores fund er derfor en forudsætning for at udvikle nye modeller, der beskriver smeltningen af ishylden og forudsiger havniveau stigning endnu mere præcist.”
Konsekvenser af global opvarmning
Ændringerne i isdækslet på Jordens Sydpol er fortsat et centralt spørgsmål i global klimaforskning. Den polære forsker Horgan vender tilbage til Antarktis i den sydlige sommer 2025/2026.
Under denne ekspedition håber forskerteamet at indsamle data, der dokumenterer den langsigtede opførsel af det vestlige antarktiske isplade. Især vil fokus være på varmere perioder, såsom dem, som Jorden vil opleve i de kommende årtier og århundreder.