Der Pine Island Glacier in der Antarktis schmilzt dank der Erwärmung des Wassers von unten. Darüber hinaus hat eine kürzlich durchgeführte Studie einen Vulkan unter dem Gletscher entdeckt.
Blick auf den Pine Island Glacier vom Eisbrecher RSS James Clark Ross. Bild über Brice Loose / Universität von Rhode Island.
Dieser Artikel wurde mit Genehmigung von GlacierHub erneut veröffentlicht. Dieser Beitrag wurde von Andrew Angle verfasst.
Der Pine Island Glacier (PIG) in der Westantarktis ist der am schnellsten schmelzende Gletscher in der Antarktis und trägt somit am meisten zum globalen Anstieg des Meeresspiegels bei. Der Hauptgrund für diesen rapiden Eisverlust ist die Verdünnung des PIG von unten durch die Erwärmung des Meereswassers aufgrund des Klimawandels. Eine am 22. Juni 2018 veröffentlichte Studie in Naturkommunikationentdeckte eine vulkanische Wärmequelle unter dem PIG, die einen weiteren möglichen Treiber für das Schmelzen des PIG darstellt.
Auf dem Eisbrecher RSS James Clark Ross mit Blick auf den Pine Island Glacier auf der Expedition Image 2014 über die University of Rhode Island.
Studienleiterin Brice Loose sprach mit GlacierHub über die Forschung. Er sagte, die Studie sei das Ergebnis eines größeren Projekts, das von der National Science Foundation und dem National Environmental Research Council in Großbritannien finanziert wurde
… Untersuchen die Stabilität des Pine Island-Gletschers von Land- und Ozeanseite.
Die westantarktische Eisdecke (WAIS), zu der auch das PIG gehört, befindet sich auf dem westantarktischen Rift-System, das 138 bekannte Vulkane umfasst. Für Wissenschaftler ist es jedoch schwierig, die genaue Position dieser Vulkane oder die Ausdehnung des Risssystems zu bestimmen, da der größte Teil der vulkanischen Aktivität unterhalb von Kilometern Eis stattfindet.
Der Pine Island Glacier von oben aufgenommen von Landsat Image via NASA.
Erwärmung der Ozeantemperaturen aufgrund des Klimawandels ist seit langem der Hauptgrund für das weitgehende Abschmelzen des PIG und anderer Gletscher, die das Eis vom WAIS transportieren. Dieses Schmelzen wird hauptsächlich von Circumpolar Deep Water (CDW) angetrieben, das das PIG von unten schmilzt und zum Rückzug seiner Erdungslinie führt, der Stelle, an der das Eis auf das Grundgestein trifft.
Um CDW in der Küstenantarktis aufzuspüren, verwendeten die Wissenschaftler Heliumisotope, insbesondere He-3, da CDW weithin als Hauptquelle für He-3 in den Gewässern in der Nähe des Kontinents anerkannt ist. Für diese Studie verwendeten die Wissenschaftler historische Daten von Heliummessungen aus den Weddell-, Ross- und Amundsen-Meeren in der Antarktis. Sie betrachteten die drei Meere mit CDW und untersuchten die Unterschiede bei He-3, die durch vulkanische Aktivität entstanden sein könnten.
Durch die Verfolgung des vom CDW erzeugten Schmelzwassers entdeckten die Forscher ein vulkanisches Signal, das in ihren Daten auffiel. Die verwendeten Heliummessungen wurden als prozentuale Abweichung der beobachteten Daten vom atmosphärischen Verhältnis ausgedrückt. Für das beobachtete CDW im Weddellmeer betrug diese Abweichung 10,2 Prozent. In der Ross- und Amundsensee waren es 10,9 Prozent. Die vom Team während der Expeditionen in die Pine Island Bay in den Jahren 2007 und 2014 gesammelten HE-3-Werte weichen jedoch von den historischen Daten ab.
Karte der erhöhten He-3-Proben in den Jahren 2007 und 2014. Bild über Loose et. al.
Bei diesen Daten war die prozentuale Abweichung mit 12,3 Prozent erheblich höher, wobei die höchsten Werte in der Nähe des stärksten Schmelzwasserausflusses von der PIG-Vorderseite lagen. Zusätzlich fielen diese hohen Heliumwerte mit erhöhten Neonkonzentrationen zusammen, die normalerweise ein Hinweis auf geschmolzenes Gletschereis sind. Das Helium war auch nicht gleichmäßig verteilt. Dies deutet darauf hin, dass es von einer bestimmten Schmelzwasserquelle stammt und nicht von der gesamten Vorderseite des PIG.
Mit diesem Wissen bemühte sich das Wissenschaftlerteam, die Quelle der HE-3-Produktion zu identifizieren. Der Erdmantel ist die größte Quelle für HE-3, obwohl er auch in der Atmosphäre und bei früheren atmosphärischen Tests von Atomwaffen durch Tritiumzerfall hergestellt wird. Diese beiden Quellen konnten jedoch nur 0,2 Prozent der Daten für 2014 ausmachen.
Eine weitere mögliche Quelle war ein Riss in der Erdkruste direkt unter dem PIG, wo sich He-3 aus dem Mantel erheben könnte. Diese Quelle wurde jedoch ausgeschlossen, da sie eine starke thermische Signatur aufweisen würde, was durch Kartierung von Expeditionen nicht entdeckt wurde.
Karte von He-3-Proben um Antarktika (gelb = 2007, rot = 2014) Bild über Loose et. al.
Die Forscher betrachteten dann eine andere Quelle: einen Vulkan unter dem PIG selbst, wo He-3 in einem als Magmaentgasung bekannten Prozess aus dem Mantel entweicht. Das He-3 könnte per Schmelzwasser zur Erdungslinie des PIG transportiert werden, wo das Eis auf das darunter liegende Grundgestein trifft. An dieser Linie verschiebt sich das Eis aufgrund der Gezeiten des Ozeans, so dass das Schmelzwasser und das He-3 in den Ozean eingeleitet werden können.
Nachdem die Wissenschaftler einen subglazialen Vulkan als wahrscheinlichste Quelle für die erhöhten He-3-Werte in der Nähe der PIG-Front identifiziert hatten, berechneten sie als nächstes die vom Vulkan abgegebene Wärme in Joule pro Kilogramm Meerwasser an der Vorderseite des Gletschers. Es stellte sich heraus, dass die vom Vulkan abgegebene Wärme laut Loose einen sehr geringen Anteil am Gesamtmassenverlust des PIG im Vergleich zum CDW ausmacht.
Insgesamt betrug die vulkanische Wärme 32 ± 12 Joule kg –1, während der Wärmeinhalt des CDW mit 12 Kilojoule kg –1 viel größer war. Wenn die vulkanische Wärme jedoch intermittierend ist und / oder sich auf eine kleine Oberfläche konzentriert, könnte sie sich dennoch auf die Gesamtstabilität des PIG auswirken, indem sie die Bedingungen unter der Oberfläche ändert, sagte Loose. Es besteht auch die Möglichkeit, dass eine kürzlich durchgeführte Studie einen Vulkan unter dem Gletscher entdeckt hat. data-app-id = 25212623 data-app-id-name = Post_Below_Content>