Pod Antarktidou byl objeven obrovský podzemní vodní systém

Antarktida, zdaleka nejen rozlehlá ledová masa, je geologicky složitý kontinent Z rozsáhlých ledovců, rozeklaných skal a, jak nový výzkum zjistil, i velkého množství podzemní vody. A Svatýudy Dnes zveřejněno v Science Popisuje silnou vrstvu podzemní vody pod západní Antarktidou s potenciálem kontrolovat ledové proudy na kontinentu. Vědci za touto prací se domnívají, že by to mohl být jeden z několika obrovských akviferů pod Antarktidou.

Tým vedený Chloe Gustafsonovou, postdoktorandkou ze Scripps Institution of Oceanography, cestoval do Západní Antarktidy na konci roku 2018. Než zahájili práci v terénu na dálku – nebezpečnou expedici daleko od jakékoli zálohy – strávili dva týdny přípravami na stanici McMurdo. Americké výzkumné místo na Rossově ostrově v Antarktidě. „Na vrcholu sezóny tam může žít 1000 lidí, takže je to někdy jako malé město,“ řekl mi Gustafson po telefonu. „Je tam kuchyň, kde všichni jedí, jsou tam koleje, tělocvična a dva bary.“

Kromě montáže všech stanů, spacáků a jídla, A další doplňky, které potřebovali, tým trénoval s horolezcem, jak řídit sněžné skútry, kopat přístřešky ve sněhu a stavět stany. Po čekání na extrémní počasí se skupina čtyř – Gustafson a Keri Kee z Lamont-Doherty Earth Observatory na Kolumbijské univerzitě, Matthew Siegfried z Colorado School of Mines a horolezkyně Megan Seifert – vydali na výlet do svého terénu: Whillans Stream Ice. List na západním Antarktickém ledovém štítu.

Ledový proud je relativně rychle se pohybující tok v ledovém příkrovu. Tyto věci se mohou pohybovat rychlostí tak rychle, jak jen mohou 6 stop za den v Antarktidě a tvoří 90 % ledu odtékajícího z kontinentu. Pro svou studii si vybrali Whillans Ice Stream kvůli existujícím údajům, které tam již byly shromážděny. V roce 2007 Helen Fricker, další spolupracovnice na tomto projektu, Všimněte si přítomnosti subglaciálního jezerního systému prostřednictvím satelitního snímkování. Během příštího desetiletí výzkumníci potvrdili existenci jezera pod ledovcem Whillans pomocí seismologie a vrtů. „Bylo to tak zábavné a chtěli jsme to udělat dalším krokem a podívat se na to, co se děje hlouběji,“ řekl Gustafson. „Je tam spodní voda?“

Většina předchozích výzkumů na Whillans Ice Stream se jednoduše zabývala potvrzením přítomnosti kapalné vody pod ledem pomocí mělkých vrtů, ale Gustafson a její tým chtěli vědět, jak tato subglaciální podzemní voda ve skutečnosti vypadá. Kvůli jejich omezením v sezóně krátkého pole potřebovali účinnější metodu a rozhodli se pro metodu geomagnetické analýzy, pasivní geofyzikální metodu, kterou Gustafson popsal jako „procedura zobrazování magnetickou rezonancí Země“. Magnetotelurická technologie je založena na buzení Ionosféra Země v důsledku slunečního větru. Toto buzení generuje elektromagnetické vlny – zaznamenané Gustafsonovou a jejím týmem –, které se šíří vnitřkem Země různými způsoby v závislosti na médiu.

„Z měření elektrického a magnetického pole můžeme v pohodě usuzovat, toto je signál přicházející z ledu, tento signál pochází ze slané vody, signály pocházejí ze sladké vody,“ vysvětlil Gustafson.

Tým měl osm přijímačů pohřbených na 24 hodin v ledu, aby shromáždil tyto elektromagnetické signály. Jednou denně je vykopali a přesunuli o několik kilometrů, přičemž tento proces opakovali znovu a znovu po dobu šesti týdnů.

Všechna tato data přispěla k velkému objevu: Sedimenty pod ledovcem Whillans byly naplněny vodou. Jedná se o mořské sedimenty uložené v době, kdy byla Antarktida před miliony let otevřeným oceánem. Při zobrazování tým zjistil, že sedimenty se pohybují od půl kilometru (asi 1600 stop) do 2 kilometrů (přes míli). rozhodli, že Pod vrstvou sladké vody o tloušťce několika set metrů (kvůli přirozenému tání ledovců) je sloupec vody, který se čím dál tím hlouběji stává slanější.

Gustafson navrhl, že „část této slané podzemní vody mohla být pozůstatkem, když byly tyto sedimenty původně uloženy“. „Ale část soli v podzemních vodách mohla také pocházet z dob, kdy ledový příkrov rostl, ale pak se zase stáhl a vstoupil do vod oceánu.“

To vše bylo zatím pouze hypotetické a vědci tvrdí, že jsou první, kdo použil magnetit k zobrazení subglaciálních podzemních vod.

„Vědecká komunita už nějakou dobu ví, že pod velkou částí ledového příkrovu Západní Antarktidy je silná vrstva mořského sedimentu, ale nevíme mnoho o tom, jak je ledový příkrov ovlivněn hlubokou podzemní vodou, což ukazuje nová studie. je solanka,“ napsal Paul Kristofferson v e-mailu. Kristofferson, který nazval nový článek „fantastický“, je glaciologem ve Scott Polar Research Institute na University of Cambridge a nebyl s projektem spojen. Pokračoval: „Nová studie také ukazuje, že sladká voda z tání na dně ledového příkrovu pronikla několik set metrů do systému podzemních vod od doby, kdy se vytvořil ledový příkrov, a je také možné, že sůl a roztavený materiál proudily do ledového příkrovu.“ primární drenážní systém.“

Podzemní voda pod ledovcovým proudem může hrát klíčovou roli v tom, jak proud dopravuje led směrem k moři. „Mám toto přirovnání: Proudy ledu jsou jako sklouznutí a skluz,“ řekl Gustafson. „Takže pokud máte vodu na skluzavce, můžete se klouzat velmi rychle. Ale pokud je vody méně nebo žádná, nebudete se moc klouzat.“

Brad Lipofsky z University of Washington School of Environment zopakoval Gustafsonův popis. V telefonátu mi řekl: „V prvních metrech pod ledovcem tamní charakteristiky přímo řídí rychlost proudění ledu: [if] Tvůj ledovec leží na hromadě mokrého bahna, klouže to víc a led teče rychleji. „

Tato zjištění mají potenciální důsledky pro zbytek kontinentu. Pod ledovými proudy napříč Antarktidou lze nalézt různé kapsy subglaciální podzemní vody, řekl Gustafson. „Existují pozorování z oblasti kolem Antarktidy, která naznačují, že tato ložiska se nacházejí níže.“ [other] „Ledové proudy,“ řekla. „Vsadím se, že tyto vodonosné vrstvy jsou společné rysy celé Antarktidy.“

Zatímco ledovce pokrývají pouze 10 % Země, antarktické ledovce tvoří 85 % tohoto pokrytí. V závislosti na tom, jak se tato podzemní voda chová, může pomoci tomu, aby led proudil rychleji nebo pomaleji do oceánu. Vědci naznačují, že když je systém stabilní, podzemní voda bude odtékat do jižního oceánu, kde do sedimentů prosakuje více roztavené vody. Pokud však ledovcové proudy ztrácejí hmotu pod rostoucími teplotami klimatických změn, jejich nižší tlak na sediment pod nimi by mohl umožnit, aby na povrch vystoupilo více podzemní vody, což by dále lubrikovalo a promazávalo základnu toku.Rychlost, která ohrožuje budoucnost ledové čepice kontinentu.