Vulkan unter dem am schnellsten schmelzenden antarktischen Gletscher entdeckt

Blick auf den Pine Island Glacier vom Eisbrecher RSS James Clark Ross. Bild überBrice Loose/Universität Rhode Island.


Dieser Artikel wird mit freundlicher Genehmigung von . veröffentlichtGlacierHub. Dieser Beitrag wurde geschrieben vonAndrew Winkel.

Der Pine Island Glacier (PIG) ​​in der Westantarktis ist der am schnellsten schmelzende Gletscher der Antarktis und damit dereinzelne größteBeitrag zum globalen Meeresspiegelanstieg. Der Hauptgrund für diesen schnellen Eisverlust ist die Ausdünnung des Schweins von unten durch die Erwärmung des Ozeanwassers aufgrund des Klimawandels. Jedoch alernen, veröffentlicht am 22. Juni 2018, inNaturkommunikation, entdeckte eine vulkanische Wärmequelle unter dem PIG, die ein weiterer möglicher Treiber für das Schmelzen des PIG ist.


Auf dem Eisbrecher RSS James Clark Ross mit Blick auf den Pine Island Glacier auf der Expedition 2014 Bild viaUniversität von Rhode Island.

Hauptautor der StudieBrice Loosegesprochen mitGlacierHubüber die Forschung. Er sagte, die Studie sei das Ergebnis eines größeren Projekts, das von der National Science Foundation und dem britischen National Environmental Research Council finanziert wurde

… untersuchen die Stabilität des Pine Island Glacier von der Land- und der Ozeanseite aus.

Der Westantarktische Eisschild (WAIS), zu dem auch das PIG gehört, liegt auf dem Westantarktischen Rift-System, das 138 bekannte Vulkane umfasst. Für Wissenschaftler ist es jedoch schwierig, die genaue Lage dieser Vulkane oder die Ausdehnung des Riftsystems zu bestimmen, da der größte Teil der vulkanischen Aktivität unterhalb von Kilometern Eis stattfindet.




Der Pine Island-Gletscher von oben, aufgenommen von Landsat Image viaNASA.

Die Erwärmung der Ozeantemperaturen aufgrund des Klimawandels wurde seit langem als Hauptursache für das umfangreiche Schmelzen des PIG und anderer Gletscher identifiziert, die Eis vom WAIS transportieren. Dieses Schmelzen wird hauptsächlich durch 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 zu verfolgen, verwendeten die Wissenschaftler Heliumisotope, insbesondere He-3, da CDW weithin als die Hauptquelle von He-3 in den Gewässern in der Nähe des Kontinents anerkannt ist. Für diese Studie nutzten die Wissenschaftler historische Daten von Heliummessungen aus dem Weddell-, Ross- und Amundsen-Meer rund um die Antarktis. Sie untersuchten die drei Meere, die alle CDW aufweisen, und untersuchten Unterschiede in He-3, die von vulkanischer Aktivität herrühren könnten.

Durch die Verfolgung des vom CDW produzierten Gletscherschmelzwassers entdeckten die Forscher ein vulkanisches Signal, das in ihren Daten hervorsticht. Die verwendeten Heliummessungen wurden durch die prozentuale Abweichung der beobachteten Daten vom atmosphärischen Verhältnis ausgedrückt. Für die 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 wichen jedoch von den historischen Daten ab.


Karte erhöhter He-3-Proben in den Jahren 2007 und 2014. Image viaLose und. al.

Bei diesen Daten war die prozentuale Abweichung mit 12,3 Prozent deutlich höher, wobei die höchsten Werte in der Nähe des stärksten Schmelzwasserabflusses von der PIG-Front liegen. Darüber hinaus fielen diese hohen Heliumwerte mit erhöhten Neonkonzentrationen zusammen, die normalerweise ein Hinweis auf geschmolzenes Gletschereis sind. Auch das Helium war nicht gleichmäßig verteilt. Dies deutet darauf hin, dass es aus einer bestimmten Schmelzwasserquelle stammt und nicht aus der gesamten Front des PIG.

Mit diesem Wissen in der Hand bemühte sich das Wissenschaftlerteam, die Quelle der HE-3-Produktion zu identifizieren. Der Erdmantel ist die größte Quelle für HE-3, obwohl es auch in der Atmosphäre und bei früheren atmosphärischen Atomwaffentests durch Tritiumzerfall produziert wird. Diese beiden Quellen konnten jedoch nur 0,2 Prozent der Daten von 2014 ausmachen.

Eine weitere potenzielle Quelle war ein Riss in der Erdkruste direkt unter dem PIG, wo He-3 aus dem Mantel aufsteigen könnte. Diese Quelle wurde jedoch ausgeschlossen, da sie eine starke thermische Signatur aufweisen würde, die bei Kartierungsexpeditionen nicht entdeckt wurde.


Karte von He-3-Proben um die Antarktis (gelb = 2007, rot = 2014) Bild viaLose und. al.

Die Forscher betrachteten dann eine andere Quelle: einen Vulkan unter dem PIG selbst, aus dem He-3 in einem Prozess, der als Magma-Entgasung bekannt ist, aus dem Mantel entweicht. Die He-3 könnte durch Gletscherschmelzwasser zur Erdungslinie des PIG transportiert werden, wo das Eis auf das darunter liegende Grundgestein trifft. An dieser Linie verschiebt sich das Eis aufgrund derOzeangezeiten, wodurch das Schmelzwasser und das He-3 in den Ozean abgeleitet werden können.

Nachdem die Wissenschaftler einen subglazialen Vulkan als wahrscheinlichste Quelle der erhöhten He-3-Werte in der Nähe der Front des PIG identifiziert hatten, berechneten die Wissenschaftler als nächstes die Wärme, die der Vulkan in Joule pro Kilogramm Meerwasser an der Vorderseite des Gletschers freisetzte. Es stellte sich heraus, dass die Wärmeabgabe des Vulkans laut Loose nur einen sehr geringen Anteil am gesamten Massenverlust des PIG im Vergleich zum CDW ausmacht.

Insgesamt betrug die vulkanische Hitze 32 ± 12 Joule kg-1, während der Wärmeinhalt des CDW mit 12 Kilojoule kg-1 viel größer war. Wenn die vulkanische Hitze jedoch intermittierend und/oder auf eine kleine Oberfläche konzentriert ist, könnte sie immer noch Auswirkungen auf die Gesamtstabilität des PIG haben, indem sie seine Untergrundbedingungen ändert, sagte Loose. Es besteht auch die Möglichkeit, dass das anhaltende Schmelzen des PIG den Druck und das Gewicht auf den Vulkan verringern könnte, was zu mehr Vulkanismus und nachfolgendem Schmelzen führt.

Das Vorhandensein einer aktiven vulkanischen Wärmequelle unter dem am schnellsten schmelzenden Gletscher der Welt ist eine beunruhigende Entdeckung, die den Beitrag des PIG zum zukünftigen Meeresspiegelanstieg zu beschleunigen droht. Um ein besseres Verständnis der möglichen Auswirkungen des Vulkans auf das PIG zu entwickeln, erklärte Loose, dass zukünftige Studien untersuchen sollten, wie sich das vulkanische Signal von Jahr zu Jahr ändert, und versuchen, die wahrscheinliche Position des Vulkans selbst unter dem Eis zu bestimmen.

Fazit: Eine kürzlich durchgeführte Studie entdeckte einen Vulkan unter dem Pine Island-Gletscher in der Antarktis.