Eine alte felsige Struktur im Herzen des Ross-Schelfeises hilft zu bestimmen, wo das Eis der Antarktis schmilzt und wo es fest und gefroren bleibt.
Die Struktur ist eine alte tektonische Grenze, die wahrscheinlich während der Geburt des antarktischen Kontinents oder kurz danach gebildet wurde. Laut einer neuen Studie, die am 27. Mai in der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht wurde, schützt diese Grenze die Erdungslinie des Eisschelfs, den Punkt, an dem sie dick genug ist, um sich bis zum Meeresboden zu erstrecken. Die durch die Grenze geschaffene Geologie hält warmes, schmelzförderndes Meerwasser von diesem Teil des Schelfs fern. Aber die Ozeanzirkulation, die von derselben Geologie angetrieben wird, treibt eine intensive Sommerschmelze entlang des östlichen Randes des Schelfs.
"Wir konnten sehen, dass die geologische Grenze den Meeresboden auf der ostantarktischen Seite viel tiefer als im Westen machte, und dies beeinflusst die Art und Weise, wie das Meerwasser unter dem Schelfeis zirkuliert", so Studienleiter Kirsty Tinto, ein Wissenschaftler bei Lamont-Doherty Earth Observatory an der Columbia University, sagte in einer Erklärung.
Das Ross-Schelfeis
Das Ross-Schelfeis ist eine Fläche von 480.000 Quadratkilometern und eine Dicke von mehreren hundert Fuß. Von den landgestützten Eisschildern der Ost- und Westantarktis fließt Eis auf das Regal. Derzeit ist das Schelfeis stabil, schrieben Tinto und ihre Kollegen in Nature Geoscience, aber geologische und marine Aufzeichnungen zeigen, dass es in der fernen Vergangenheit zusammengebrochen ist.
Um die Dynamik der Eisdecke zu verstehen, verwendeten Tinto und ihre Kollegen Daten aus einem flugzeugbasierten Tool namens IcePod, das Instrumente enthält, die Informationen über die Dicke und Struktur des Eisschelfs sammeln, sowie Instrumente, die magnetische und Gravitationsanomalien des Gesteins erkennen unter dem Schelfeis. Magnetische Mineralien, die beispielsweise in Magma und anderen felsigen Materialien in der Antarktis vorkommen, können die Magnetfeldwerte an diesen Stellen verändern, während die Untersee-Topographie die Gravitationswerte beeinflussen kann. Mit diesen Daten rekonstruierten die Forscher eine Karte des Schelfeises und des darunter liegenden Felsens.
Sie fanden eine starke Übergangszone, die die Eisdecke halbierte. Wenn die Antarktis ein Rad wäre, würde die Grenze ein bisschen wie eine Speiche aussehen und von einer etwas außermittigen Stelle ausgehen. Diese Übergangszone ist eigentlich die Abgrenzungslinie zwischen der Geologie der Westantarktis und der Ostantarktis. Im Westen sind die Gesteine eine Kombination aus Sediment und Magmatik, die sich aus tektonischen Wechselwirkungen am Zusammenfluss einer ozeanischen und einer tektonischen Platte gebildet haben. Die Ostantarktis ist ein altes kontinentales Material, das als Kraton bekannt ist.
Einfluss der Geologie
Die neu entdeckte tektonische Grenze, die das Ross-Schelfeis halbiert, ist wichtig, da sie den Meeresboden unter dem Eis formt. Im Osten ist der Meeresboden mit durchschnittlich 670 Metern tiefer. Im Westen beträgt die durchschnittliche Tiefe durchschnittlich 560 m.
Die Forscher verwendeten ein Computermodell, um zu zeigen, wie das Meerwasser angesichts dieses neuen geologischen Wissens zirkuliert. Die gute Nachricht ist, dass die Meeresbodengeometrie das meiste warme Meerwasser vom Ross-Schelfeis fernhält. Stattdessen entlüftet ein offener Meeresbereich namens Ross Shelf Polynya das warme Tiefseewasser und kühlt es ab, bevor es unter das Schelfeis fließen kann. Vor allem im Sommer schmilzt jedoch viel Eis an der Vorderkante des Schelfeises (wo es auf das Meer trifft). Die höchste Sommerschmelze befindet sich in der Nähe von Ross Island auf der ostantarktischen Seite.
Was bedeutet das alles für eine sich erwärmende Antarktis? In naher Zukunft sollte die Erdungslinie des Eisschelfs (der Punkt, an dem es den Meeresboden berührt) stabil bleiben, zumindest angesichts des moderaten Klimawandels, schrieben die Forscher. Schwankungen des lokalen Klimas haben jedoch einen großen Einfluss darauf, wie schnell die Vorderkante des Schelfeises schmilzt. Diese Variationen könnten eine Verringerung des Meereisrückgangs oder eine Verringerung der Wolkendecke beinhalten, sagte Laurie Padman, eine leitende Wissenschaftlerin bei der Erd- und Weltraumforschung in Oregon und Mitautorin der Studie, in der Erklärung.
"Wir haben herausgefunden, dass wir diese lokalen Prozesse verstehen müssen, um fundierte Vorhersagen treffen zu können", sagte Tinto.
