Ведущий автор Эндрю Фишер, профессор наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Санта-Крузе, подчеркнул, что геотермальное нагревание, указанное в этом исследовании, не объясняет тревожную потерю льда в Западной Антарктиде, которая была задокументирована другими исследователями. «Ледяной покров развивался и эволюционировал с потоком геотермального тепла, идущим снизу — это часть системы. Но это может помочь объяснить, почему ледяной щит настолько нестабилен. Когда вы добавляете эффекты глобального потепления, все может начать быстро изменится ", — сказал он.Высокий тепловой поток под ледниковым покровом Западной Антарктики также может помочь объяснить наличие озер под ним и то, почему части ледникового покрова быстро текут в виде ледяных потоков.
Считается, что вода у основания ледяных потоков обеспечивает смазку, которая ускоряет их движение, разнося большие объемы льда на плавающие шельфовые ледники по краям ледяного покрова. Фишер отметил, что геотермальные измерения проводились только в одном месте, и тепловой поток, вероятно, будет варьироваться от места к месту под ледяным покровом.«Это первое измерение геотермального теплового потока под ледниковым покровом Западной Антарктики, поэтому мы не знаем, насколько локализованы эти теплые геотермальные условия.
Это регион, где наблюдается вулканическая активность, поэтому это измерение может быть связано с — местный источник тепла в земной коре », — сказал Фишер.Это исследование было частью большого проекта бурения в Антарктике, финансируемого Национальным научным фондом, под названием WISSARD (Исследовательское бурение подледникового потока Whillans Ice Stream), одним из трех ведущих институтов которого является Калифорнийский университет в Санта-Крус.
Исследовательская группа использовала специальный термозонд, спроектированный и построенный в Калифорнийском университете в Санта-Круз, для измерения температуры в отложениях под ледниковым озером Уилланс, которое находится под льдом в полмили. После просверливания ледяного покрова с помощью специального бура для горячей воды исследователи опускали зонд через скважину до тех пор, пока он не погрузился в отложения под подледниковым озером. Зонд измерял температуру на разных глубинах в отложениях, обнаруживая скорость изменения температуры с глубиной примерно в пять раз выше, чем обычно на континентах. Результаты указывают на относительно быстрый поток тепла ко дну ледяного покрова.
Этот геотермальный нагрев способствует таянию базального льда, который снабжает водой сеть подледниковых озер и водно-болотных угодий, которые, как обнаружили ученые, лежат в основе большой области ледникового покрова. В отдельном исследовании, опубликованном в прошлом году в журнале Nature, команда микробиологов WISSARD сообщила о богатой и разнообразной микробной экосистеме в одном и том же озере. Теплые геотермальные условия могут помочь сделать подледниковые среды обитания более благоприятными для микробной жизни, а также могут стимулировать поток жидкости, который доставляет этим сообществам тепло, углерод и питательные вещества.По словам соавтора Славека Тулачика, профессора наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Санта-Круз и одного из руководителей проекта WISSARD, геотермальный тепловой поток является важной величиной для компьютерных моделей, которые ученые используют, чтобы понять, почему и как быстро образовался ледяной щит Западной Антарктики. сжимается.
«Важно, чтобы мы получили это число правильно, если мы собираемся делать точные прогнозы того, как ледяной щит Западной Антарктики будет вести себя в будущем, насколько он тает, как быстро текут ледяные потоки и какое воздействие может быть на повышение уровня моря », — сказал Тулачик. «Я ждал много лет, чтобы увидеть непосредственно измеренное значение геотермального потока из-под этого ледяного покрова».Огромные ледяные щиты Антарктиды подпитываются снегом, падающим внутри континента. Лед постепенно стекает к краям. Ледяной щит Западной Антарктики считается менее стабильным, чем более крупный ледяной щит Восточной Антарктики, потому что большая часть его лежит на суше, которая находится ниже уровня моря, а шельфовые ледники на его внешних краях плавают в море.
Недавние исследования, проведенные другими исследовательскими группами, показали, что шельфовые ледники тают из-за теплых океанских течений, которые сейчас циркулируют подо льдом, и скорость сокращения шельфовых ледников увеличивается. Эти результаты усилили озабоченность по поводу общей стабильности ледникового покрова Западной Антарктики.Геотермальный тепловой поток, измеренный в новом исследовании, составил около 285 милливатт на квадратный метр, что похоже на тепло от одной маленькой светодиодной рождественской елки на квадратный метр, сказал Фишер. Исследователи также измерили восходящий поток тепла через ледяной покров (около 105 милливатт на квадратный метр) с помощью прибора, разработанного соавтором Скоттом Тайлером из Университета Невады в Рино.
Этот прибор был оставлен в скважине WISSARD во время повторного замораживания, и через год были проведены измерения, основанные на рассеянии лазерного света в оптоволоконном кабеле. Объединение измерений как под льдом, так и внутри льда позволило рассчитать скорость, с которой талая вода образуется у подножия ледяного покрова на площадке бурения, что дает скорость примерно полдюйма в год.