Среди основных выводов:Гренландия имеет аномально высокий тепловой поток в относительно большом северном регионе, простирающемся изнутри на восток и запад.Южная Гренландия имеет относительно низкий поток геотермального тепла, соответствующий протяженности Северо-Атлантического кратона, стабильной части одной из старейших сохранившихся континентальных корок на планете.
Модель исследования предсказывает слегка повышенный поток тепла вверх по течению от нескольких быстротекущих ледников в Гренландии, включая Jakobshavn Isbr? в центрально-западном районе — самый быстро движущийся ледник на Земле.«Тепло, исходящее из недр Земли, способствует увеличению количества таяния на дне ледяного покрова, поэтому чрезвычайно важно понимать характер этого тепла и то, как оно распределяется по дну ледяного покрова», сказал Соруш Резванбехбахани, докторант геологии Канзасского университета, который возглавлял исследования. «Когда мы идем по мокрому склону, мы с большей вероятностью поскользнемся. То же самое и со льдом — когда он не заморожен, он с большей вероятностью соскользнет в океан.
Но у нас нелегко способ измерения геотермального теплового потока, за исключением чрезвычайно дорогостоящих полевых кампаний по бурению ледяного покрова. Вместо дорогостоящих полевых исследований мы пытаемся делать это с помощью статистических методов ».
Резванбехбахани и его коллеги внедрили машинное обучение — тип искусственного интеллекта, использующий статистические методы и компьютерные алгоритмы — для прогнозирования значений теплового потока, которые было бы сложно получить с той же детализацией с помощью обычных ледяных кернов.Используя все доступные геологические, тектонические и геотермические данные о тепловом потоке для Гренландии, а также данные о геотермальном тепловом потоке со всего мира, команда развернула подход машинного обучения, который прогнозирует значения геотермального теплового потока под ледниковым покровом по всей Гренландии на основе 22 геологических данных. переменные, такие как топография коренных пород, толщина земной коры, магнитные аномалии, типы горных пород и близость к таким объектам, как траншеи, гребни, молодые разломы, вулканы и горячие точки.«У нас есть много точек данных со всей Земли — мы знаем, что в определенных частях мира кора имеет определенную толщину, состоит из определенного вида горных пород и расположена на известном расстоянии от вулкана — и мы берем эти ", — сказал соавтор исследования Ли Стернс, доцент геологии KU.Исследователи заявили, что их новая прогностическая модель является «определенным улучшением» по сравнению с существующими моделями геотермального теплового потока, которые не включают в себя столько переменных.
Действительно, многие численные модели ледникового покрова Гренландии предполагают, что однородное значение геотермального теплового потока существует повсюду по всей Гренландии.«Большинство других моделей учитывают только один конкретный набор данных», — сказал Стернс. «Они смотрят на поток геотермального тепла через сейсмические сигналы или магнитные данные в Гренландии, но не на толщину земной коры, тип породы или расстояние от горячей точки.
Но мы знаем, что это связано с потоком геотермального тепла. Мы стараемся включить как можно больше наборов геологических данных как мы можем, а не предполагать, что одно из них является самым важным ".Помимо Резванбехбахани и Стернса, в исследовательскую группу, стоящую за новой статьей, входят Дж.
Дуг Уокер и Си-Джей ван дер Вин, а также Амир Кадивар из Университета Макгилла. Rezvanbehbahani и Stearns также связаны с Центром дистанционного зондирования ледяного покрова со штаб-квартирой в KU.
Авторы обнаружили пять наиболее важных геологических характеристик при прогнозировании значений геотермального потока: топография, расстояние до молодых рифтов, расстояние до желоба, глубина литосферно-астеносферной границы (слои земной мантии) и глубина до разрыва Мохоровича (граница между земной корой). и мантия на Земле). Исследователи заявили, что их карта геотермального теплового потока в Гренландии, как ожидается, будет в пределах примерно 15 процентов от истинных значений.
«Самая интересная находка — резкий контраст между югом и севером Гренландии», — сказал Резванбехбахани. «У нас было мало информации о юге, но у нас было еще три или четыре ядра в северной части ледникового щита. Основываясь на южном ядре, мы думали, что это локализованная область с низким тепловым потоком, но наша модель показывает, что гораздо большая часть южного ледникового покрова имеет низкий тепловой поток.
Напротив, в северных регионах мы обнаружили большие области с высоким геотермальным тепловым потоком. Это не так удивительно, потому что у нас есть один ледяной керн с очень высокими показаниями. пространственная структура и то, как распределяется тепловой поток, это была новая находка. Это не просто одно северное место с высоким тепловым потоком, а обширный регион ».
Исследователи заявили, что их модель станет еще точнее по мере того, как исследовательское сообщество будет собирать больше информации о Гренландии.«Мы делаем небольшой отказ от ответственности, что это просто еще одна модель — это наша лучшая статистическая модель — но мы не воспроизвели реальность», — сказал Стернс. «В науках о Земле и гляциологии мы наблюдаем взрывной рост общедоступных данных. Технологии машинного обучения, которые синтезируют эти данные и помогают нам учиться на всем диапазоне датчиков данных, становятся все более важными.
Приятно быть в авангарде».