Изображение: Photo courtesy of Brice Loose
Исследователь из Университета Род-Айлендской Высшей школы океанографии и еще пять ученых обнаружили активный источник вулканического тепла под ледником Пайн-Айленд в Антарктиде.
Открытие и другие находки, которые имеют решающее значение для понимания стабильности Западно-Антарктического ледяного щита, частью которого является ледник Пайн-Айленд, опубликованы в статье «Доказательства активного источника вулканического тепла под ледником Пайн-Айленд» в последнем издании «Nature Communications».
Помощник профессора Брис Лоуз из Ньюпорта, химического океанографа и ведущего автора, сказал, что этот документ основан на исследованиях, проведенных во время крупной экспедиции в 2014 году в Антарктиду во главе с учеными из Соединенного Королевства. Они работали на борту ледокола с января по март, у берегов Антарктиды.
«Мы стремились лучше понять роль океана в таянии шельфового ледника, — сказал Лоуз. «Я отбирал воду для исследования пяти различных благородных газов, включая гелий и ксенон. Я использую эти благородные газы для отслеживания таяния льда, а также для переноса тепла. Гелий-3, газ, который указывает на вулканизм, является одним из наборов газов, которые мы получаем из этого метода трассировки.
«Мы не искали вулканизма, мы использовали эти газы, чтобы проследить другие явления», — сказал он. «Когда мы впервые начали видеть высокие концентрации гелия-3, мы подумали, что у нас есть группа неверных или подозрительных данных».
Ученые говорят, что Западный Антарктический ледяной покров лежит на крупной системе вулканических рифтов, но до сих пор не было доказательств текущей магматической активности. Последняя такая деятельность была 2200 лет назад. И хотя вулканическое тепло можно проследить до спящих вулканов, то, что нашли ученые на острове Пайн, было новым.
В статье Лоуз сказал, что система вулканических рифтов затрудняет измерение теплового потока на Западноантарктический ледяной щит.
«Вы не можете напрямую измерять нормальные показатели вулканизма — тепло и дым — потому что вулканическая трещина находится ниже многих километров льда», — сказал Лоуз.
Но, когда команда провела свои исследования, она обнаружила большое количество изотопа гелия, который поступает почти исключительно из мантии. «Когда вы находите гелий-3, это похоже на отпечаток пальца для вулканизма. Мы обнаружили, что он довольно популярен в морской воде на шельфе Пайн-Айленда». Количество льда, сползающего в океан, измеряется в гигатоннах. Гигатонна равен 1 миллиарду метрических тонн.
Однако, ученые предостерегают, все это не означает, что вулканизм является основным источником массовой потери от острова Пайн. Напротив, «существует несколько десятилетий исследований, документирующих теплоту от океанских течений, дестабилизирует ледник Пайн-Айленд, что, в свою очередь, связано с изменением климатологических ветров вокруг Антарктиды». Вместо этого, это свидетельство вулканизма является новым фактором, который следует учитывать при мониторинге стабильности ледяного покрова.
Ученые сообщают, что «измерения изотопов гелия и благородных газов обеспечивают геохимические данные о производстве подледниковой талой воды, которые затем транспортируются в полость шельфа льда Пайн-Айленда». Тепловая энергия, выделяемая вулканами и гидротермальными отводами, предполагает, что источник тепла под островом Пайн примерно в 25 раз превышает объем теплового потока от отдельного бездействующего вулкана.
Профессор Карен Хейвуд из Университета Восточной Англии в Норвиче, Соединенное Королевство и главный ученый экспедиции сказал: «Открытие вулканов под антарктическим ледниковым щитом означает, что есть дополнительный источник тепла для таяния льда. Важно будет включить это в наши усилия, чтобы оценить, может ли антарктический ледниковый щит стать неустойчивым и еще больше повысить уровень моря».
Означает ли это, что глобальное изменение климата не является фактором стабильности ледника Пайн-Айленда?
Нет, говорят исследователи. «Изменение климата вызывает основную часть ледникового расплава, который мы наблюдаем, и этот недавно обнаруженный источник тепла имеет пока еще неопределенный эффект, потому что мы не знаем, как это тепло распределяется под ледниковым щитом».
Другие исследования показали, что таяние, вызванное изменением климата, уменьшает размер и вес ледника, что уменьшает давление на мантию, позволяя избежать высокой температуры от вулканического источника, а затем нагревать океанскую воду.
Больше информации: Brice Loose et al. Evidence of an active volcanic heat source beneath the Pine Island Glacier, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-04421-3