Под огромным ледяным щитом Антарктиды может бурлить медленная петля климатической обратной связи. Континент, разделенный с востока на запад Трансантарктическими горами, включает вулканические гиганты, такие как гора Эребус и ее лавовое озеро.
Но по крайней мере 100 менее заметных вулканов усеивают Антарктиду, многие из которых сгруппированы вдоль ее западного побережья. Некоторые из этих вулканов возвышаются над поверхностью, но другие находятся на глубине нескольких километров под Антарктическим ледяным щитом.
Изменение климата приводит к таянию ледяного щита, повышая уровень мирового океана. Таяние также приводит к уменьшению веса горных пород, расположенных под ним, что имеет более локальные последствия. Было доказано, что таяние ледяного щита повышает вулканическую активность в подледниковых вулканах в других частях земного шара.
Исследователи провели 4000 компьютерных симуляций, чтобы изучить, как потеря ледяного покрова влияет на погребенные вулканы Антарктиды, и обнаружили, что постепенное таяние может увеличить количество и размер подледниковых извержений.
Причина в том, что уменьшение веса ледяных щитов снижает давление на магматические очаги под поверхностью, заставляя сжатую магму расширяться. Это расширение увеличивает давление на стенки магматического очага и может привести к извержениям.
Некоторые магматические очаги также содержат обильные количества летучих газов, которые обычно растворяются в магме. По мере охлаждения магмы и снижения давления горных пород эти газы вырываются из раствора, как углекислый газ из только что открытой бутылки с газировкой, увеличивая давление в магматическом очаге. Это давление означает, что тающий лед может ускорить начало извержения подледниковых вулканов.
Извержения подледниковых вулканов могут быть даже не видны на поверхности, но они могут иметь последствия для ледяного покрова. Тепло от этих извержений может усилить таяние льда глубоко под поверхностью и ослабить лежащий выше ледяной покров, что может привести к обратной связи пониженного давления с поверхности и дальнейших вулканических извержений.
Авторы исследования подчеркивают, что этот процесс медленный и занимает сотни лет. Но это означает, что теоретическая обратная связь может продолжаться, даже если мир ограничит антропогенное потепление. Ледяной щит Антарктиды был намного толще во время последнего ледникового периода, и вполне возможно, что тот же процесс таяния и расширения магмы и газа мог способствовать прошлым извержениям.
Результаты опубликованы в журнале Geochemistry, Geophysics, Geosystems.