„Eis allein kann nur mit Geschwindigkeiten von nicht mehr als zehn Metern pro Jahr fließen. Das heißt, dem Eis wird geholfen. Es rutscht auf Wasser oder Schlamm oder beidem. "
Der Eisschild der Westantarktis. Das Eis fließt über Gletscher und über Eisströme, die sich über Entfernungen von Hunderten von Kilometern beschleunigen, zum Meer. Eine neue Studie befasst sich mit der Frage, was die schnelle Fließgeschwindigkeit der Eisströme verursacht. Bild über die NASA.
Die Rice University teilte am 21. August 2017 mit, dass die Antarktisforscher herausgefunden haben, was sie als "eine der höchsten Ironien der Natur" bezeichnen.
… Auf dem trockensten, kältesten Kontinent der Erde, auf dem es selten Oberflächenwasser gibt, scheint das unter dem Eis fließende flüssige Wasser eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung des Schicksals antarktischer Eisströme zu spielen.
Was Antarktisforscher Eisströme nennen, ist kein flüssiges, fließendes Wasser. Stattdessen ist ein Eisstrom ein breiter Korridor mit einer bemerkenswert schnellen Strömung innerhalb eines Eisdeckeeine breitere Masse von Gletschereis. Antarktische Eisströme fließen unterschiedlich schnell, aber Oberflächenbeobachtungen zeigen, dass eine typische Fließgeschwindigkeit Hunderte von Metern pro Jahr betragen kann. Die neue Studie unter der Leitung von Rice-Postdoktorandin Lauren Simkins befasst sich mit dem, was möglicherweise passiert unter die Eisströme. Simkins erklärte:
Wir… wissen, dass Eis alleine nur mit Geschwindigkeiten von nicht mehr als zehn Metern pro Jahr fließen kann. Das heißt, dem Eis wird geholfen. Es rutscht auf Wasser oder Schlamm oder beidem.
Nun gibt es Beweise für diese Idee, als diese Forscher ein fossiles Flusssystem unter dem Rossmeer entdeckten. Der Befund wurde am 21. August online im Fachjournal veröffentlicht Natur Geowissenschaften.
Eine Karte der Eisströme im Eisschild der Westantarktis über britannica.com.
Die Antarktis ist an einigen Stellen mit mehr als 3 km dickem Eis bedeckt. Dieses Eis wird jedes Jahr durch fallenden Schnee aufgefüllt. So viel Eis der Antarktis fließt seewärts und ein Teil davon fließt in Eisströmen. Wenn Sie auf einem Eisstrom stehen, können Sie ihn nicht spüren oder sehen, aber er bewegt sich tatsächlich. Die Schwerkraft komprimiert das Eis und es bewegt sich unter seinem eigenen Gewicht. Eisströme transportieren Eis und Sedimente aus dem antarktischen Inneren in den umgebenden Ozean.
Sogar mit den besten modernen Instrumenten Unterseiten von antarktischen Eisströmen kann nicht direkt beobachtet werden. Es ist daher schwer zu wissen, warum sie sich so schnell bewegen, als wenn sich nur Eis bewegen würde. Die Forscher der Rice University führten eine zweijährige Analyse der Sedimentkerne und präzisen Meeresgrundkarten durch, die 2.700 Quadratmeilen (ca. 7.000 Quadratkilometer) des westlichen Rossmeeres abdeckten. Die Karten zeigen, dass das Rossmeer vor nur 15.000 Jahren das ganze Jahr über von dichtem Eis bedeckt war. Das Eis zog sich später Hunderte von Meilen landeinwärts an seinen derzeitigen Standort zurück. Die Aussage der Forscher sagte:
Die Karten, die aus den neuesten Sonardaten des Forschungsschiffs Nathaniel B. Palmer der National Science Foundation erstellt wurden, zeigten, wie sich das Eis während einer Periode der globalen Erwärmung nach der letzten Eiszeit der Erde zurückzog.
An mehreren Stellen zeigen die Karten alte Wasserläufe - nicht nur ein Flusssystem, sondern auch die subglazialen Seen, die es gespeist haben.
Karte der Antarktis mit Blick auf das Rossmeer. Vor etwa 15.000 Jahren war dieses Meer das ganze Jahr über eisgebunden. Jetzt ist es fast das ganze Jahr über mit Eis bedeckt. Bild über Wikimedia Commons.
Das Forschungsschiff Nathaniel B. Palmer des US-amerikanischen Antarktis-Programms kann das ganze Jahr über Eis brechen. Hochmoderne Sonardaten dieses Schiffes zeigten das fossile Flusssystem unter der Rosssee. Bild über die National Science Foundation.
EarthSky fragte Lauren Simkins, wie die neuen Beweise für uralte Wasserläufe mit der Idee eines möglichen Fließens von Wasser unter den heutigen Eisströmen zusammenpassen. Sie hat uns gesagt:
Wasser am Eisgrund beeinflusst, wie schnell das Eis fließt. es hängt jedoch alles von der Art der Schmelzwasserentwässerung ab. Kommt es in ausgedehnten Blattströmen oder in diskreten Kanälen vor und wie lange und wie oft treten diese subglazialen „Überschwemmungen“ auf?
Es ist also nicht so einfach zu sagen, dass die gesamte Wasserableitung an der Basis einen schnelleren Durchfluss bewirkt.
Der erste Schritt besteht darin, diese verschiedenen Stile entweder mit Beobachtungen von zeitgenössischen Eisschildern oder von Paläo-Eisschildern zu charakterisieren und dann zu entwirren, wie sie den Eisfluss und den Rückzug beeinflussen.
Ein Beispiel für eine Meeresgrundkarte, die die U-Boot-Topographie zeigt und von den Ozeanographen der Rice University verwendet wurde, um die in ihrer Studie gefundenen Merkmale zu identifizieren. Bild über L. Simkins / Rice University.
Sie sagte auch, dass das fossile Flusssystem ein einzigartiges Bild davon liefert, wie antarktisches Wasser von subglazialen Seen über Flüsse bis zu dem Punkt fließt, an dem Eis auf Meer trifft, da es so wenig zugängliche Informationen darüber gibt, wie Wasser gegenwärtig unter dem antarktischen Eis fließt:
Die zeitgenössischen Beobachtungen, die wir über die Hydrologie der Antarktis machen, sind neu und erstrecken sich auf höchstens ein paar Jahrzehnte. Dies ist die erste Beobachtung eines ausgedehnten, nicht überdachten, wassergeschnitzten Kanals, der sowohl mit den subglazialen Seen am stromaufwärtigen Ende als auch mit dem Eisrand am stromabwärtigen Ende verbunden ist. Dies gibt eine neue Perspektive auf die kanalisierte Entwässerung unter dem antarktischen Eis. Wir können das Entwässerungssystem bis zu seiner Quelle verfolgen, diesen subglazialen Seen, und dann bis zu seinem endgültigen Schicksal an der Erdungslinie, wo Süßwasser mit Meerwasser vermischt wird.
Dieses Schema zeigt einen subglazialen antarktischen Fluss und eine darüber liegende Eisdecke. Die schwarzen Linien t1, t2 und t3 zeigen an, wo die Eisdecke während der Pausen beim Eisrückzug auf dem Meeresboden aufgelegt wurde. Forscher der Rice University verwendeten solche Linien aus präzisen Karten des Ross-Meeresbodens, um zu untersuchen, wie flüssiges Wasser die Eisdecke während eines Zeitraums seines Rückzugs vor etwa 15.000 Jahren beeinflusste. Bild über L. Prothro / Rice University.
Laut der Aussage von Rice, sagte Simkins, dass sich Schmelzwasser in subglazialen Seen ansammelt. Erstens verursachen intensive Drücke durch das Gewicht des Eises ein gewisses Schmelzen. Darüber hinaus sind in der Antarktis Dutzende von Vulkanen beheimatet, die das Eis von unten erwärmen können. Simkins fand mindestens 20 Seen im fossilen Flusssystem, zusammen mit Hinweisen darauf, dass sich das Wasser in episodischen Ausbrüchen gebildet hat und aus den Seen abfließt, anstatt dass es sich um einen stetigen Strom handelt. Sie arbeitete mit dem Reis-Co-Autor und Vulkanologen Helge Gonnermann zusammen, um zu bestätigen, dass die Vulkane in der Nähe die notwendige Wärme für die Versorgung der Seen geliefert haben könnten.
Der Koautor der Studie, John Anderson, ein Reisozeanograph und Veteran von fast 30 Antarktisforschungsexpeditionen, sagte, dass die Größe und der Umfang des versteinerten Flusssystems ein Augenöffner für Eisschild-Modellierer sein könnten, die den Wasserfluss in der Antarktis simulieren wollen. Zum Beispiel zeigen die Karten genau, wie sich das Eis über das Kanal-See-System zurückgezogen hat. Der sich zurückziehende Eisstrom im westlichen Rossmeer machte eine Kehrtwende, um dem Lauf eines unter dem Eis liegenden Flusses zu folgen. Simkins sagte, das ist bemerkenswert, weil:
Dies ist das einzige dokumentierte Beispiel auf dem Meeresboden der Antarktis, bei dem ein einzelner Eisstrom die Rückzugsrichtung vollständig umkehrte, in diesem Fall nach Süden, dann nach Westen und schließlich nach Norden, um einem subglazialen hydrologischen System zu folgen.
Simkins und Anderson sagten, dass die Studie letztendlich anderen Forschern helfen könnte, besser vorherzusagen, wie sich die heutigen Eisströme verhalten und wie viel sie zum Anstieg des Meeresspiegels beitragen werden.