Glavni Novice 'Ogromna MRI Antarktike' razkriva 'fosilno morsko vodo' pod ledeno ploščo

'Ogromna MRI Antarktike' razkriva 'fosilno morsko vodo' pod ledeno ploščo

Avtorica Chloe Gustafson in alpinistka Meghan Seifert postavljata magnetotelursko postajo na Whillans Ice Stream, Zahodna Antarktika.

Geofizik Chloe Gustafson in alpinistka Meghan Seifert nameščata instrument, ki meri elektromagnetna polja na Whillans Ice Stream na zahodni Antarktiki. (Avtorstvo slike: Kerry Key, Lamont-Doherty Earth Observatory, Columbia University)

Pod hitro tekočim ledenim tokom na zahodni Antarktiki so znanstveniki odkrili ogromen vodonosnik, poln morske vode, ki je bil tam verjetno zaprt že tisoče let.

To je prvič, da so znanstveniki odkrili podtalnico pod ledenim tokomAntarktika, odkritje pa bi lahko preoblikovalo naše razumevanje odziva mrzle celine sprememba podnebja in kakšne vrste skrivnostnih organizmov se skrivajo pod njegovimi številnimi ledenimi policami.

Novoodkriti sistem podzemne vode si lahko predstavljamo kot velikansko gobo, sestavljeno iz porozne usedline in nasičeno z vodo, je povedala Chloe D. Gustafson, glavna avtorica nove študije o zakopanem vodonosniku, nekdanja geofizičarka na Lamont-Doherty Earth na univerzi Columbia Observatorij in zdaj s sedežem na UC San Diego's Scripps Institution of Oceanography. 'Goba', ki jo opazujemo, je debela od pol kilometra do približno dva kilometra [0,3 do 1,2 milje], tako da je precej globoka,' je povedala za Live Science.

Gustafson in njeni kolegi so opisali precejšnjevodonosnikv poročilu, objavljenem v četrtek (5. maja) v reviji Znanost (odpre se v novem zavihku). Vodonosnik leži pod istim ledenim tokom kot podledeniško jezero, imenovano jezero Whillans, ki leži na manjši globini, približno 2625 čevljev (800 metrov) pod ledom.

'Zame je najbolj presenetljiv rezultat sama količina vode, ki se zadržuje v vodonosniku,' je dejala Winnie Chu, ledeniška geofizičarka na Šoli za zemeljske in atmosferske znanosti Georgia Institute of Technology, ki ni bila vključena v študijo. Avtorji so ocenili, da ima ogromen vodonosnik več kot 10-krat večjo količino vode, ki jo vsebuje plitvejši sistem jezer in rek, ki se nahajajo na dnu ledene police. Ta plitvi sistem vključuje jezero Whillans, ki meri 20 kvadratnih milj (60 kvadratnih kilometrov) in je globoko približno 7 čevljev (2,1 m).

Sorodno: Nepredstavljiva raznolikost življenja, odkrita pod antarktično ledeno polico

'MRI Zemlje'

Znanstveniki že dolgo špekulirajo, da bi ogromni vodonosniki lahko ležali skriti pod antarktičnim ledom, deloma zato, ker ledeni tokovi in ​​ledeniki na celini drsijo čez dno prepustnih usedlin, skozi katere bi morala voda lahko prodreti, je dejal Chu. Vendar pa so do zdaj tehnološke omejitve preprečevale raziskovalcem, da bi zbrali neposredne dokaze o tako globokih hidroloških sistemih, kar pomeni sisteme, sestavljene iz vode, je pojasnila. Namesto tega so se raziskave osredotočile na razmeroma plitva jezera in reke, najdene na ali blizu vznožja ledenikov in ledenih polic.

Gustafson in njeni sodelavci so uporabili tehniko, imenovano 'magnetotelurično slikanje', da bi pogledali onkraj teh plitvih sistemov v skrite globine pod seboj. Izvedli so meritve iz ledenega toka Whillans na Zahodni Antarktiki, premikajočega se pasu ledu, ki meri približno 0,5 milje (0,8 km) v debelino in se premakne približno 6 čevljev (1,8 metra) na dan v svojih tokovih proti bližnji ledeni plošči Ross.

Magnetotelurično slikanje temelji na elektromagnetno polja, ki jih ustvarjajo sončni vetrovi v interakciji z zemeljskimiionosfera— gosta plast molekul in električno nabitih delcev v zgornji atmosferi. Ko sončni vetrovi zadenejo ionosfero, vzbudijo delce v njej in ustvarijo premikajoča se elektromagnetna polja, ki prodrejo v Zemljino površino. Ta premikajoča se polja nato inducirajo sekundarna polja v ledu, snegu in usedlinah, in prav ta sekundarna polja merijo magnetotelurični instrumenti. Ekipa je te instrumente zakopala v plitve jame v snegu in zbrala podatke s približno štirih ducatov različnih lokacij na ledenem toku.

'Ta sekundarna polja so res tesno povezana z geologijo in hidrologijo, posebej,' kar pomeni, da je led videti zelo drugačen od usedlin, slana voda je videti drugačna od sladke vode in tako naprej, je dejal Gustafson. 'To je kot slikanje Zemlje z magnetno resonanco, naš signal pa prihaja samo od sonca v interakciji z Zemljinim magnetnim poljem,' je dejala.

Sorodno: Ogromna ledena gora se je za las izognila trčenju z ledeno polico Antarktike

Druge skupine znanstvenikov so že prej uporabljale to mega-MRI na Antarktiki, da bi pregledale zemeljsko skorjo in zgornji plašč; te študije so se glede na pregled leta 2019 v reviji začele že v devetdesetih letih prejšnjega stoletja Raziskave v geofiziki (odpre se v novem zavihku). Gustafsonova ekipa je namesto tega opravila meritve iz manjše globine, ki je segala od dna potoka do približno 3 milj (5 km) navzdol. Tam so odkrili debelo, sedimentno spužvo z neverjetno slano morsko vodo v največjih globinah in sladko vodo blizu najplitvejšega dela, kjer se je spužva približala ledenemu toku.

Ta gradient nakazuje, da se plitvi, subglacialni sistemi povezujejo z globoko ležečim vodonosnikom in da oba verjetno vplivata na tok ledu zgoraj, je dejal Gustafson. 'Trenutno ni jasno, ali lahko vodonosnik občasno izmenjuje vodo s subglacialno hidrologijo ali gre za enosmeren prenos,' kjer voda iz ledenega toka teče navzdol in nato nekaj časa ostane shranjena v vodonosniku čas, je rekel Chu.

Odvisno od scenarija lahko vodonosnik maže ledeni tok z občasnim vbrizgavanjem vode v subglacialni sistem ali pa odstranjuje vodo iz sistema; obe dinamiki bi vplivali na tok ledenega toka zgoraj, je dodal Chu.

Izmenjava vode med globokim sistemom in plitvim sistemom bi lahko vplivala tudi na to, kakšne vrste mikrobnega življenja rastejo pod ledenim tokom in kako ti mikroorganizmi preživijo, je dejal Gustafson. To je zato, ker pretok tekoče vode skozi vodonosnik in medsebojno povezana jezera in reke zgoraj poganja pretok hranil skozi ekosistem. Poleg tega gradient slane vode v sladko vodo oblikuje, kakšne vrste mikrobi lahko preživi v vsakem okolju.

Sorodno: Mikrobi, ki se prehranjujejo z zdrobljenimi kamni, uspevajo v antarktičnih jezerih, pokritih z ledom

Kar zadeva najbolj slano vodo v globinah vodonosnika, so avtorji domnevali, da je voda verjetno pritekla iz oceana v sistem podtalnice pred približno 5.000 do 7.000 leti, v toplem obdobju v srednjem holocenu.epohako se je ledena plošča zahodne Antarktike umikala. Nato, 'ko je ledena plošča ponovno napredovala, je prisotnost debelega ledu prekinila dostop oceana do dna in preostala morska voda je bila zaprta kot podzemna voda pod ledenim tokom Whillans,' je zapisal Chu v komentar študije (odpre se v novem zavihku), prav tako objavljeno 5. maja v Science.

Vodonosnik pod ledenim tokom Whillans je prvi odkrit, vendar raziskovalna skupina sumi, da takšni hidrološki sistemi ležijo pod vsemi ledenimi tokovi na Antarktiki in samo čakajo, da jih odkrijemo. Ti sistemi podzemne vode se verjetno 'raztezajo na stotine kilometrov nazaj v notranjost ledene plošče,' je dejal Gustafson. Naslednji korak bo zbiranje dokazov o takšnih sistemih drugje na celini in primerjava tega, kar so našli v Whillansu, z drugimi regijami.

Zlasti, kako bi lahko vodonosnik pod hitro tanjšajočim se ledenikom Thwaites – sicer znanim kot Ledenik sodnega dne ' — razlikujejo od tistega pod Whillansom in kako ti globoki sistemi vplivajo na tok in taljenje ledu zgoraj? Trenutni modeli toka ledu ne upoštevajo takšnih vodonosnikov, zato bo to zanimivo področje raziskav v prihodnje, je dejal Gustafson.

'Še vedno se moramo toliko naučiti o medsebojni povezavi med hidrologijo podzemne vode in ostalo hidrologijo ledene plošče, preden lahko povemo kaj konkretnega o tem, kako lahko hidrologija podzemne vode spremeni učinke podnebnih sprememb na Antarktiko,' je dejal Chu.

Zanimivi Članki