Vesmírný laser NASA objevuje nová jezera pod ledem v Antarktidě

Vědci z NASA na povrchu antarktického ledového čepu v rámci expedice 88-Southern v roce 2019. Expedice 470 mil v jedné z nejvíce neplodných krajin na Zemi poskytuje nejlepší způsob, jak posoudit přesnost dat shromážděných z vesmíru pomocí satelitu 2 (ICESat-2). Uznání: Goddard Space Flight Center NASA / Dr. Kelly Brant

Mapa antarktických vodních jezer NASA ICESat-2 v ohromujícím rozlišení

Antarktický ledový štít může seshora vypadat jako klidný a trvalý ledový příkrov, který po miliony let pokrýval Antarktidu. Ledový štít však může být v nejhlubší hloubce tisíce metrů hluboký a skrývá stovky jezer meltwater, kde se jeho základna setkává s podloží kontinentu. Hluboko pod povrchem se některá z těchto jezer neustále plní a odvádějí prostřednictvím systému vodních cest, které nakonec odtékají do oceánu.

Nyní, s nejpokročilejším laserovým nástrojem NASA pro pozorování Země, jaký kdy ve vesmíru provedli, vědci vylepšili své mapy jezerních systémů ukrytých pod ledovou vrstvou západního Antarktidy – a objevili dvě z těchto aktivních subglaciálních jezer.

Nová studie poskytuje pohled na objevování nových ledovcových jezer z vesmíru a také na posouzení toho, jak tento skrytý vodovodní systém ovlivňuje rychlost klouzání ledu v Jižním oceánu a přidává čerstvou vodu, která může změnit jeho cirkulaci a ekosystémy.

Satelitní satelit NASA Ice, Cloud and Earth 2 nebo ICESat-2 umožnil vědcům přesně mapovat subglaciální jezera. Družice měří výšku povrchu ledu, který navzdory své obrovské tloušťce stoupá nebo klesá, když se jezera naplní nebo vyprázdní pod ledovou vrstvou.

V hlubinách antarktického ledového příkrovu se ukrývají stovky jezer meltwater. Díky výkonnému laserovému výškoměru ve vesmíru pomáhá NASA Ice Cloud a Earth Elevation Satellite 2 (ICESat-2) vědcům „vidět“ pod led. Uznání: Goddard Space Flight Center NASA

Studie publikovaná 7. července 2021 v Dopisy o geofyzikálním výzkumu, integruje údaje o nadmořské výšce od předchůdce ICESat-2, původní mise ICESat, jakož i satelitu Evropské kosmické agentury věnovaného monitorování tloušťky polárního ledu, CryoSat-2.

Hydrologické systémy pod antarktickým ledovým příkrovem byly po celá desetiletí záhadou. To se začalo měnit v roce 2007, kdy Helen Amanda Fricker, glaciologička z Scripps Institution of Oceanography na Kalifornské univerzitě v San Diegu, dosáhla průlomu, který pomohl aktualizovat klasické chápání subglaciálních jezer v Antarktidě.

S využitím dat z původního ICESat v roce 2007 Fricker poprvé objevil, že pod rychle tekoucími ledovcovými toky Antarktidy navzájem komunikuje celá síť jezer, která časem aktivně plní a odvádí vodu. Předtím se o těchto jezerech myslelo, že zadržují roztavenou vodu stabilně, bez plnění a vypouštění.

READ  Nedostatek vitaminu B12 „Blowning heart“ může být známkou toho, že máte nedostatek vitaminu B12

„Objevení těchto vzájemně propojených systémů jezer na ledovcovém rozhraní, které pohybují vodou kolem, se všemi těmito dopady na glaciologii, mikrobiologii a oceánografii – to byl hlavní objev z mise ICESat,“ řekl docent Matthew Siegfried. Geofyzika na Colorado School of Mines, Golden, Colorado, a hlavní řešitel nové studie. „ICESat-2 je jako nasazování brýlí po použití ICESat, data jsou v tak vysokém rozlišení, že můžeme skutečně začít mapovat hranice jezera na povrchu.“

Vědci předpokládali, že výměna subglaciální vody v Antarktidě je způsobena kombinací faktorů, včetně kolísání tlaku vyvíjeného velkou hmotností ledu nahoře, tření mezi vrstvou ledového plátu a horninou pod ním a teplem ze země pod izolovanou o tloušťce ledu. To je výrazný kontrast k grónskému ledovému příkrovu, kde jsou jezera na ledovém lůžku naplněna vodou z taveniny, která odtéká trhlinami a otvory na povrchu.

Při studiu oblastí, kde se subglaciální jezera plní a často odčerpávají satelitní data, pracoval Siegfried s Frickerem, který hrál klíčovou roli při navrhování způsobu, jakým mise ICESat-2 sleduje polární led z vesmíru.

Nový výzkum Siegfrieda a Frickera ukazuje, že skupina jezer včetně jezer Conway a Mercer pod ledovými toky Mercer a Whillans v západní Antarktidě zažívá období sušení již potřetí od doby, kdy původní mise ICESat začala měřit změny nadmořské výšky na povrchu ledu list v roce 2003. V této oblasti se nacházejí dvě nově objevená jezera.

Kromě poskytnutí důležitých údajů studie také odhalila, že obrysy nebo hranice jezer se mohou postupně měnit, jak voda vstupuje a opouští nádrže.

“Opravdu zmapujeme veškeré výškové rozdíly, které v tomto bodě existují,” řekl Siegfried. „Pokud jsou jezera, která se plní a odčerpávají, najdeme je pomocí ICESat-2.“

„Pomozte nám sledovat“ pod ledovou pokrývkou الغطاء

Přesné měření bazální taveniny je zásadní, pokud mají vědci lépe porozumět subglaciálnímu instalatérskému systému Antarktidy a tomu, jak by tato sladká voda mohla změnit rychlost ledového štítu nad nebo cirkulaci oceánu, do kterého nakonec proudí.

Antarktický ledový štít, obrovský dóm, který pokrývá většinu kontinentu, pomalu teče ven z centrální oblasti kontinentu jako velmi hustý plást. Jak se ale led přibližuje k pobřeží, jeho rychlost se dramaticky mění a mění se v říční ledovcové proudy, které rychle pohybují ledem k oceánu rychlostí až několika metrů za den. Rychlost nebo pomalost pohybu ledu částečně závisí na způsobu, jakým voda z taveniny maže ledovou desku, když klouže po podkladovém podloží.

READ  Fauci varuje před novým nárůstem COVID, jak ukazuje průzkum veřejného mínění, že republikáni se stále zdráhají očkovat.

Když se ledová vrstva pohybuje, trpí prasklinami, prasklinami a jinými vadami. Když jezera pod ledem získávají nebo ztrácejí vodu, narušují také zamrzlou hladinu nahoře. Velký nebo malý, ICESat-2 mapuje tyto změny výšky s přesností pouhých několika palců pomocí systému laserového výškoměru, který dokáže měřit zemský povrch v bezprecedentních detailech.

ICESat-2 poskytne vědcům altimetrická měření, která vytvoří globální obraz třetí dimenze Země a shromáždí data, která mohou přesně sledovat změny v terénu, včetně ledovců, mořského ledu, lesů a dalších. Jediným nástrojem na ICESat-2 je ATLAS, pokročilý systém topografického laserového výškoměru, který bude měřit tání ledových příkrovů a zkoumat, jak stoupají hladiny moří, zkoumat změny v množství ledových příkrovů a ledovců, odhadovat a studovat tloušťku mořského ledu a změřte výšku vegetace v lesích a dalších ekosystémech po celém světě. Uznání: NASA / Ryan Fitzgibbons

Sledování těchto složitých procesů pomocí satelitních misí dlouhého doletu poskytne důležité informace o osudu ledového příkrovu. Důležitá část toho, co glaciologové objevili o ledových štítech za posledních 20 let, pochází z pozorování toho, jak se polární led změnil v reakci na oteplování atmosféry a oceánů, ale mohou být také jemné procesy, jako je způsob, jakým systémy jezer přenášejí vodu pod ledem. klíč ve studiích, řekl Fricker. budoucí antarktické ledové příkrovy.

“Jedná se o procesy probíhající pod Antarktidou, o kterých bychom neměli ponětí, kdybychom neměli satelitní data,” uvedl Fricker a zdůraznil, jak jeho objev v roce 2007 umožnil glaciologům potvrdit, že skrytý vodovodní systém Antarktidy přenáší vodu rychleji. než se dříve myslelo. „Snažili jsme se získat dobré předpovědi o budoucnosti Antarktidy a nástroje jako ICESat-2 nám pomáhají s monitorováním v provozním měřítku.“

„Vodní systém napojený na celý systém Země“

To, jak může sladká voda z ledového příkrovu ovlivnit oběh Jižního oceánu a jeho mořských ekosystémů, je jedním z nejlépe střežených tajemství Antarktidy. Vzhledem k tomu, že subglaciální hydrologie kontinentu hraje hlavní roli při pohybu této vody, Siegfried také zdůraznil spojení ledového příkrovu se zbytkem planety.

„Nemluvíme jen o ledové pokrývce,“ řekl Siegfried. „Opravdu mluvíme o vodním systému připojeném k celému systému Země.“

Nedávno Fricker a další tým vědců objevili toto spojení mezi sladkou vodou a jižním oceánem – ale tentokrát při pohledu na jezera poblíž povrchu ledového šelfu, velký ledový příkrov, který se vznáší nad oceánem jako prodloužení ledového příkrovu. . Jejich studie uvedla, že velké jezero pokryté ledem se v roce 2019 náhle zhroutilo poté, co se trhlina otevřela nebo praskla od dna jezera k základně Amerického ledového šelfu ve východní Antarktidě.

READ  Proč se Venuše brzy stane nejzajímavějším místem ve sluneční soustavě

S využitím údajů z ICESat-2 tým analyzoval drsnou změnu v krajině ledových šelfů. Událost zanechala panenku nebo potopu, dramatickou depresi o rozměrech asi čtyři čtvereční míle (asi 10 čtverečních kilometrů) nebo více než trojnásobek velikosti Central Parku v New Yorku. Trhlina odklonila téměř 200 miliard galonů čerstvé vody z povrchu ledového šelfu do oceánu níže během tří dnů.

Během léta zdobí lesknoucí se bílý povrch ledových polí v Antarktidě tisíce tyrkysových jezer s tavnou vodou. K této náhlé události však došlo uprostřed zimy, kdy vědci očekávali, že voda na povrchu ledového šelfu úplně zmrzla. Protože ICESat-2 obíhá kolem Země s dokonale se opakujícími pozemními trajektoriemi, mohou její lasery ukázat dramatickou změnu terénu před a po odtoku jezera, dokonce i za tmy arktické zimy.

ICESat-2 ATLAS Amery Ice Shelf 2019

Výškový profil výše získal satelit NASA Ice, Cloud a Earth Satellite 2 (ICESat-2) pomocí Advanced Laser Topographic Altimeter System (ATLAS). Obrázek ukazuje údaje o nadmořské výšce získané třemi různými lasery ATLAS, když satelit prošel přes ledem pokryté jezero, které se v roce 2019 náhle a náhle zhroutilo na povrch Amerického ledového šelfu v Antarktidě. Uznání: Earth Earth Observatory NASA

Roland Warner, glaciolog z australského antarktického programu Partnerství University of Tasmania, a hlavní autor studie objevil rozptýlený ledový šelf na obrázcích z Landsat 8, společné mise mezi NASA a americkým geologickým průzkumem. Warner uvedl, že událost odvodnění byla s největší pravděpodobností způsobena hydrofrackingovým procesem, kdy vodní hmota jezera vytvořila povrchovou trhlinu skrz ledový šelf přímo do oceánu pod ním.

“Kvůli tomuto úbytku hmotnosti z vody na povrchu plovoucího ledového šelfu se vše uprostřed jezera zakřivilo vzhůru,” řekl Warner. „To je něco, co bylo obtížné zjistit pouhým pohledem na satelitní snímky.“

Jezera a potoky tekoucí po ledových šelfech Antarktidy jsou v teplejších měsících běžné. Vzhledem k tomu, že vědci očekávají, že tato jezera s tavnou vodou budou častější s rostoucí teplotou vzduchu, může se v příštích desetiletích také zvýšit riziko hydraulického štěpení. Tým však dospěl k závěru, že je příliš brzy na to, aby určil, zda oteplování v podnebí Antarktidy způsobuje zánik pozorovaného jezera na ledové štole Ameri.

Sledování formování dolin pomocí dat z altimetrie bylo vzácnou příležitostí, ale je to také druh události, kterou musí glaciologové analyzovat, aby mohli studovat veškerou dynamiku ledu relevantní pro modely v Antarktidě.

„Dozvěděli jsme se hodně o dynamických procesech ledového příkrovu ze satelitní altimetrie a je bezpodmínečně nutné, abychom v plánu pokračovali v další generaci altimetrických satelitů,“ řekl Fricker.

Odkaz: „Osvětlení procesů aktivních subglaciálních jezer laserovým výškoměrem ICESat-2“ M.R. Siegfrieda a H.A.Frickera, 7. července 2021, Dopisy o geofyzikálním výzkumu.
doi: 10.1029 / 2020GL091089

You May Also Like

About the Author: Waldo Kemp

"Hrdý výtržník. Oceněný odborník na kávu. Hodně padá. Typický webový fanatik. Twitter geek."

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *