Größten Geheimnisse der Antarktis: Geheimnisse einer gefrorenen Welt

Vor hundert Jahren diese Woche an einem schönen Sommernachmittag, norwegischen Forscher Roald Amundsen und vier Reisen-müde Begleiter eine helle Flagge auf einem spindeldürren Pol in dem antarktischen Eis markieren ihren Anspruch als die ersten Menschen gestürzt, die den Fuß am unteren Rand der Welt. Der Südpol gehörte ihnen.

"Dass Moment sicherlich von allen von uns, die dort stand in Erinnerung bleiben wird," schrieb Amundsen in seiner Erzählung von der anstrengenden Wanderung. Am 14. Dezember 1911, zwei Monate, nachdem sie von dem Kontinent Küste, sich machten die Männer hatten erreichten ihr Ziel – eine gefrorene Ebene von endlosen weißen in der Mitte der höchsten, windigsten, kälteste, trockenste und einsamste Kontinent der Erde.

Ein Jahrhundert nachdem Amundsen die Flagge gepflanzt – gegen Engländer Robert Falcon Scotts Expedition durch einen vollen Monat verurteilt – eine Explosion des technologischen Fortschritts hat den Umfang des menschlichen Wissens der Antarktis verwandelt.

Wachsamen Satelliten Segel über Kopf; Probing Radar und Laser haben Wissenschaftler unter dem dicken Eis Peer erlaubt. Und noch, trotz der Reichweite von diesen neuen Werkzeugen, der Kontinent noch hält seine Geheimnisse schließen. Viele Geheimnisse bleiben, und sie sind weit komplexer und differenzierter als die unbekannte Wildnis Amundsen und Scott konfrontiert. [Bilder: über der Antarktis eisige Wildnis]

Was entsteht aus der Forschung ist, dass die Antarktis ist ein dynamischer Ort, als hätte jemand vor einem Jahrhundert vorstellen kann – und was dort geschieht dramatische Folgen für Millionen von Menschen auf der ganzen Welt haben kann. Wissenschaftler suchen jetzt, anstatt neue geographische Entdeckungen mapping, die Innenleben der seltsame Kräfte im Spiel in der Antarktis, von den biologischen Mechanismen zuordnen, die winzige Organismen zu wecken, scheinbar von den Toten, die wenig verstanden Kräfte erlauben, die an den Kontinent Eis nagen — mit zunehmender Kraft.

Eis-Königin

Die Antarktis ist Heimat von über 70 Prozent des Süßwassers der Erde, und 90 Prozent der Süßwasser Eis des Planeten. Zwei massive Eisschichten, decken fast 3 Meilen (4 Kilometer) dick in einigen Orten, etwa 99 Prozent der kontinentalen Landmasse. Die Antarktis ist einschließlich seiner Inseln und der beigefügten schwebenden Ebenen des Eises rund 5,4 Millionen Quadrat-Meilen (14 Millionen Quadratkilometer), über die ein-und-einhälfte Zeiten die Größe der Vereinigten Staaten.

Es überrascht nicht, die meisten Antarktis-Forschung konzentriert sich auf dem Eis – was unter ihm, in ihm, und es geschieht.

Und es war unter dem Eis, dass Wissenschaftler eine der am meisten screenplay-worthy der Antarktis Entdeckungen gemacht: eine geschwungene Königreich Felshängen und flüssiger Seen unter dem Eis seit Jahrtausenden abgesondert.

Während einer Mapping-Expedition von 1958 war eine sowjetische Team trekking von der Küste in das Innere der östlichen Hälfte des Kontinents und Sprengschnüre Sprengstoff alle hundert Meilen um die Dicke des Eises zu messen.

In der Mitte des antarktischen Eisschildes Osten reiste das Team über Eis 2 Meilen (3 km) dick, begann etwas seltsam vorkommen, laut Robin Bell, ein Geophysiker und Professor an der Columbia University Lamont-Doherty Earth Observatory.

Was ist unter gibt es?

"Plötzlich und fanden diese sehr dünne Eis in der Mitte des Eisschildes, und sie sagten:"Hey, es gibt Berge hier,"" Bell sagte OurAmazingPlanet.

Große Berge. Das Team hatte stolperte über was später Gamburtsev Mountains, eine Reihe von steilen Gipfeln genannt wurden, die steigen bis 9.000 Fuß (3000 Meter) und das Innere des Kontinents 750 Meilen (1.200 km) erstrecken.

"Es ist wirklich schwer vorstellbar, dass es Berge unter dort gibt." Es spielt keine Rolle, welche Art und Weise Sie Spinnen — es ist ziemlich flach, "sagte Bell, der den Bereich seit Jahren studiert hat. Sie fügte hinzu, die wirklich geheimnisvolle Teil des Gebirges versteckt ist jedoch nicht , dass es sie, aber wie gibt sie noch vorhanden sind. Die unerbittliche Marsch der geologischen Zeit erodiert Bergen entfernt (wenn wir in 100 Millionen Jahren zurückkam, die Alpen wäre verschwunden, sagte Bell) und die Gamburtsevs im reifen Alter von 900 Millionen bis 1 Milliarde Jahre alt, sollte getragen worden, vor Äonen.

Neuere Forschung zeigt jedoch, dass die Berge sind eine Art von geologischen tun-über.

"sie lange her, aber irgendwo zwischen 100 (Millionen) geboren wurden und vor 200 Millionen Jahren hatten sie eine Renaissance", sagte Bell.

Es geschah während einer ursächlichen Ereignis, sagte Bell als tektonische Kräfte während dem Auseinanderbrechen Gondwanas, den alten Superkontinent auseinander kontinentale Massen abzuringen waren. Damals erlebte den erodierten Bergen schwere Wurzeln offenbar eine Dichteänderung — als ob feste Schokolade plötzlich in die flauschige Sachen hinein drei Musketiere Bar verwandelt – die beflügelt des Gebirges wieder auf, "wie ein Rettungsring,", sagte Bell.

Genau wie diese Änderung in der Gamburtsevs Wurzel geschah, ist ein Rätsel.

"Das ist die größte Sache, die uns unsere Köpfe kratzen hat", sagte Bell. "Wir wissen nicht, wenn das rifting ein wenig Wärme hinzugefügt, Zusatz von ein wenig Wasser – wir wissen rifting passiert ist, und [der Bergkette] tauchte, aber wir arbeiten noch an die Frage, wie man diese Phase zu ändern, machen" sagte sie.

Land o Lakes '

In den Gamburtsev-Bergen liegt ein weiteres rätselhaftes Feature der Antarktis: Lake Vostok — einem unberührten Süßwassersee unter 2,5 Meilen (3,7 km) von festem Eis begraben. Über die Größe des Lake Ontario ist es das größte der mehr als 200 flüssigen Seen verstreut rund um den Kontinent unter dem Eis.

Die Seen sind weitgehend geschaffen, wenn Wärme aus dem Erdkern der Unterseite der Eisdecke schmilzt; die dicke Decke aus Eis an der Spitze wirkt als Isolation. Einige der Seen wurden isoliert für Hunderttausende bis Millionen von Jahren, und Wissenschaftler sind Rennen, um Wasserproben zu sammeln; die abgesonderten Seen konnten Bastionen der biologischen Entdeckung, nie zuvor gesehene mikrobielles Leben voller werden.

So weit, niemand hat es geschafft, ein antarktischen Sees, sondern mindestens drei Projekte direkt zu probieren – ein russisches Team, ein britisches Team und ein amerikanisches Team – sind das Problem anzugehen. Die Russen haben am Lake Vostok, und die Briten am Lake Ellsworth, Proben bis zum Jahr 2012.

Und obwohl Seewasser Erfassung bisher entzogen hat, haben Wissenschaftler Proben des Eisschildes selbst, die Funken biologische Geheimnisse für sich herausstellt.

Wer ist dort?

"Ich denke, dieser gesamte Eisschild lebendig ist. Das muss noch nachgewiesen werden,"sagte John Priscu, Professor an der Montana State University, wurde Arbeit vor Ort in der Antarktis seit 27 Jahren zu tun.

Was bewiesen ist, Priscu sagte, ist, dass Bakterien im Eis. Nicht viele, durch mikrobielle Normen — 300 Zellen in 1 ml Eis vs. 100.000 Zellen im Meerwasser – aber sie sind da, in kleinen Venen des flüssigen Wassers, die Kreuz und quer die feste Eis und dienen als "Häuschen", sagte Priscu, die auch enthalten Nährstoffe, die hungrigen Mikroben ernähren konnten.

"Die Frage ist, sie dort leben? "Es ist eine funktionelle Ökosystem?", sagte er. Im Labor haben alte Bakterien von Eisproben 420.000 Jahre alt, aus mehr als 2 Meilen (3 Kilometer) im Inneren der Eisschild abgerufen schnell Anzeichen von Leben gezeigt. "Wir schmelzen das Wasser, und sie wachsen," Priscu sagte OurAmazingPlanet.

Es ist jedoch nicht klar, das Eis ist einfach als Konservierungsmittel und die gleichen Mikroben intakt zu halten, bis sie eine warme Mahlzeit gegeben, ob eine aktive mikrobielle Gemeinschaft innerhalb der Eisdecke entlang trotten ist.

"sie sind in einem angehaltenen Zustand der Animation während dieser Reise 500.000 pro Jahr, oder sie Leben sehr langsam. Wir wissen nicht, dass. Wir wissen einfach nicht,"sagte Priscu.

Wer ist draußen?

Ein weiterer Punkt der biologischen Intrige ist das Meer, das Antarktis umgibt. "Wenn Sie eine Handvoll antarktische Tiere abgeholt, Sie sie für Kreaturen von irgendwo sonst auf dem Planeten verwechseln würde nicht", sagte David Barnes, ein Wissenschaftler mit der British Antarctic Survey.

Barnes, sprechen von einem Forschungsschiff nur vor der antarktischen Halbinsel, sagte eines der größten Geheimnisse ist, "Warum sehen wir die Arten von Tieren, die wir sehen?"

Langbeinige Seespinnen die Größe der Platten antarktischen Gewässern noch andere Kreaturen, der Rest der Weltmeere, wie Schnecken, gemeinsam regieren Abendessen sind seltsam abwesend. Einige Kreaturen wachsen zu enormer Größe, während andere ungewöhnlich klein sind.

"Viele Dinge sinnvoll. Fische sich entwickelnden Frostschutzmittel, das ist eine vernünftige Sache zu tun,"Barnes sagte. "Aber warum bekommen wir die seltsamen Gruppen von Tieren, und warum wir manche Tiere bekommen so gut und andere schlecht also – das ist Teil der große Reiz dieses Ortes. Es ist so anders. Und verstehen, warum das so ist und wie es funktioniert ist eine große Herausforderung."

"Es gibt eine Menge Geheimnisse. Je mehr Dinge finden Sie über die Antarktis, je mehr Fragen als Antworten, es wirft", sagt Huw Griffiths, einem Meeresbiologen mit der British Antarctic Survey.

Griffiths sagte, dass ein Gebiet von großem Interesse nahezu unerforschten Ozeans unter den Eismassen, die den Kontinent zu klingeln. Die Verkaufsstellen von Gletschern, Eis-Regale sind viele hundert Fuß dick, und sie sind gewaltig. Das größte, das Ross-Schelfeis ist 197.000 Quadratmeilen (510.680 Quadratkm) oder 3,7 Prozent der Gesamtfläche der Antarktis.

"Im Grunde wissen wir sehr wenig bis gar nichts über das, was Leben unter ihnen, und die einzigen Orte, die wir haben ein Einblick in das auf ein paar kleinere Schelfeis, die zusammengebrochen," sagte Griffiths OurAmazingPlanet.

Briten gefertigte Hochsee Roboter, genannt AutoSub, hat einige der allerersten Beobachtungen unter einem Schelfeis in 2009, während mehrere Tauchgänge in der westlichen Antarktis. Obwohl der Roboter nicht bieten einen Einblick in alles, was dort lebenden — es ist nicht mit Kameras oder eine Probenahme-Arm ausgestattet – es lieferten wertvolle Daten für Wissenschaftler untersuchen die Swift-Umzug Pine Island Gletscher Schelfeis, die man als Ground Zero für das größte Antarktis Geheimnis aller, in den Köpfen vieler Wissenschaftler vorstellen könnte: Was geschieht mit dem Eis?

Eisige disappearing act

Immer wieder zurück Forscher auf diese Frage. Das Eis, das meisten Sorge bereitet ist die westantarktische Eisschild, die noch nie dagewesenen Veränderungen erlebt, und ist wahrscheinlich der größte potenzielle Spieler in Zukunft der globale Meeresspiegel ansteigen.

Forschung in den letzten 25 Jahren hat ergeben, dass die Eisdecke auf klebrige Ablagerungen, die Gletscher ruht gleiten leichter als wenn sie über einen harten, steinigen Bett fließen zu lassen. Außerdem sind große Teile des Bodens des Schelfeises unter dem Meeresspiegel – diese beiden Faktoren machen das Schelfeis besonders anfällig nach Robert Bindschadler, ein Glaziologe und emeritierte NASA-Wissenschaftler.

All dies ist als eine Überraschung für die wissenschaftliche Gemeinschaft gekommen. Als kürzlich der 1980er Jahre waren nicht Eismassen auch bei Forschern modelliert wie Klimawandel Meeresspiegel auswirken Bindschadler sagte Rechnung getragen.

"Leute dachten," Eismassen, oh, sie spielen keine Rolle – es dauert Jahrtausende, "" Bindschadler sagte.

Die Daten eine ganz andere Geschichte erzählen: "die Beobachtungen in den letzten 10 Jahren, whoa, Eismassen weit mehr dramatisch verändern, sowohl in Bedingungen der Größenordnung des Wandels und der Zeitskala, als wir Experten möglich, schon einmal daran gedacht" Bindschadler sagte. " Wir redeten über große Veränderungen in der Größenordnung von einem Jahrhundert, und beobachten wir große Veränderungen in der Größenordnung von zehn Jahren."

Nun, da Wissenschaftler wissen schnelle Veränderungen, sie versuchen, herauszufinden, wie es passiert ist – und alle Beweise hat ergeben, dass der Ozean der Schuldige ist.

"Ich denke, die kritischste Interaktion dieser Ozean-Eis-Interaktion ist," sagte Bindschadler OurAmazingPlanet. "Das ist sicherlich diejenige, die aus alle Alarme einstellen ist, schaut man sich die jüngsten Änderungen der Eismassen. Das ist dem großen Vorschlaghammer, der gerade jetzt trifft die Eismassen und die Details des Geschehens auf verborgen."

Das ist, weil es scheint, dass die meiste Handlung geschieht unter den Eismassen — diese riesigen Ebenen von schwimmenden Eis, Klammern sich an den Kontinent Kanten. Satelliten und andere Beobachtungen Tools können nicht erhalten einen detaillierten Blick auf was unter ihnen geschieht.

"Wir haben eine Zeitlang relativ warmes Wasser unter einige der diese Eismassen immer ist bekannt." Was wir nicht wissen noch nicht genau ist, wo, wie oft und wie Variable seinen Zugang ist", sagte Stan Jacobs, ein Ozeanograph an der Columbia University Lamont-Doherty Earth Observatory.

"Was, dass der Zugriff steuert und wie es mit der Zeit verändert ist ein weiteres Problem", sagte Jacobs OurAmazingPlanet.

Forscher wissen, dass Eismassen als Türstopper aus riesigen Gletscher fungieren. Als Schelfeis dünner erhalten oder Zusammenbruch alle zusammen, Gletscher beschleunigen und dump mehr Wasser in den Ozean, die Erhöhung des Meeresspiegels. [Album: Antarktis, Eisberg Maker]

Nun, Bindschadler und andere Forscher heraus in Richtung um zu holen einige der ersten Temperaturdaten unter dem Schelfeis Pine Island Gletscher, die Steckdose von einem der größten und am schnellsten bewegenden Gletscher in der Antarktis, in der Hoffnung zu verstehen, was dahinter passiert.

"Die weitere Messungen wir, desto mehr Fragen, die wir haben," sagte Bindschadler. "Ich denke, das gesamte Geheimnis ist die Besonderheit dieser Interaktionen, die wir entdeckt haben."

Das übergeordnete Ziel für Bindschadler und viele andere antarktische Forscher geht zur hand ausreichend Daten für Modellbauer so sie können herausfinden, wie die Antarktis Eis wird in den kommenden Jahrzehnten und Auswirkungen dieser Änderungen auf den Rest der Welt.

Wenn die westantarktische Eisschild vollständig geschmolzen, würde das globale durchschnittliche Meeresspiegel von 16 Fuß (5 m), nach einigen Schätzungen aufwerfen. Aber das ist unwahrscheinlich, dass für viele Tausende von Jahren passieren, die Eisdecke in den letzten zwei Jahrzehnten zunehmend Masse verloren hat, und die Gletscher, die als seinen Zugang zum Meer dienen werden beschleunigt. Kleine Veränderungen in der Welt drei Eismassen (die Grönland, der Ost-Antarktis und der West-Antarktis) würde sogar vergleichsweise dramatische Auswirkungen haben. Eine 1 % Volumenänderung in allen Zimmern des Meeresspiegels um etwa 26 Zoll (65 cm) erhöhen würde, sagte Bindschadler.

Um die Daten abzurufen, die Modellierer noch erfordert schlafen in kleinen Zelten auf windigen Ebenen von Eis und lange Arbeitszeiten in das ewige Tageslicht des antarktischen Sommers.

"Wir sind immer noch Entdecker", sagte Priscu. "Die frühen Entdecker wie Scott und Shackleton musste die Grenzen der menschlichen Existenz zu erkunden, aber wir forschen jetzt die Grenzen des Lebens im Allgemeinen. Wir haben wichtige globale Hypothesen – konnten wir einiges in 100 Jahren zu erreichen – aber wir haben noch einen langen Weg vor uns, und wir noch eine Menge Fragen haben zu beantworten. "

Wurde diese Geschichte von OurAmazingPlanet, eine Schwester Website LiveScience zur Verfügung gestellt. Andrea Mustain zu erreichen [email protected]. Ihr auf Twitter folgen @AndreaMustain. Folgen Sie OurAmazingPlanet für die neuesten Geowissenschaft und Exploration News auf Twitter @OAPlanet und auf Facebook.