Wissenschaftler in der antarktischen Eisdecke gebohrt. Hier ist, was sie fanden.
Unter dem antarktischen ist Eis eine Welt anders als alle anderen. Zyklen von Einfrieren und Auftauen schnitzen Drainagen, Flüsse, Schluchten und sogar Seen unter was von der Oberfläche, eine endlose Weite der weißen zu sein scheint.
Jetzt haben Forscher in diese verborgene Landschaften, subglazialen See Whillans in der westlichen Antarktis aufgerissen. Der See ist eher wie ein Feuchtgebiet unter Eis Forscher haben herausgefunden, 2.600 Fuß (800 Meter) unter der westantarktische Eisschild. Wissenschaftler in mit einer Warmwasser-gebohrt Bohren im Jahr 2013. Veröffentlichungen der Ergebnisse haben heraus getröpfelt. Sie haben beispielsweise gezeigt, dass einige der See Whillans Wasser kommt aus einem alten Ozean; Das Meerwasser war nach der letzten Warmzeit im See gefangen. Das Projekt zeigte auch die erste mikrobiellen Ökosystems in einem subglazialen See. (Nachfolgende Bohrprojekte haben gelangweilt in die Erdung Linie trifft Land Meer unter dem Eis enthüllt Krebstiere und rosa Fisch.)
Tim Hodson, Doktorand an der Northern Illinois University, ist einer der Forscher studieren Sedimente vom See Whillans erzogen. Hodson, sein Berater Ross Powell und ihre Kollegen veröffentlichen eine Papier in der Juni-Ausgabe der Zeitschrift Earth and Planetary Science Letters, beschreibt, wie die Wasser den See und die umgebende Landschaft gegraben hat. Frühere Studien haben schaute auf die Wasserwege unter dem antarktischen Eisschild Hodson sagte, aber der See Whillans Projekt (mit finanzieller Unterstützung der National Science Foundation) ist das erste auf einen subglazialen See direkt zugreifen. Hodson und seine Kollegen haben festgestellt, dass der See einem Sumpf, mit flachen, langsamen Drainagen anstatt rauschende Flüsse unter Eis ähnelt. [Infografik: ein Leitfaden zur Antarktis]
Leben Sie Wissenschaft sprach mit Hodson per e-Mail über die Arbeit und wie Wissenschaftler hoffen, weitere Informationen über der Antarktis geheimnisvolle Unterseite.
Live Wissenschaft: Was ist es, Sedimentkerne aus einem subglazialen See zu bohren?
Tim Hodson: Es ist ein Rennen gegen die Uhr. Unsere Feldsaison wird fest durch Wetter und Flug Verfügbarkeit eingeschränkt. Darüber hinaus haben wir schnell arbeiten, während das Bohrloch offen ist, so viele Instrumente wie möglich. Sobald das Bohrloch beginnt zu kollabieren (quetschen geschlossen unter der Last des Eises), haben wir verbringen Sie wertvolle Zeit und Brennstoff, um es wieder zu öffnen. Wir sind mit fast keinen Spielraum für Fehler mit komplizierter Experimente links. Nicht nur wir full Tilt Poker, in einem gnadenlosen Umfeld arbeiten, aber wir haben nur einen Schuss, Dinge richtig zu machen. Es ist berauschend, fast wie in einem Boxencrew oder crewing ein Segelboot während eines Rennens. [Fotos: Bohren in subglazialen See Whillans]
Wissenschaft Live: Gehen Sie mir durch so dieses Sees sieht. Würden Sie das Eis abziehen, würde was Sie sehen?
Hodson: Ähnlich ist wie auf dem Land, das Bett des Eisschildes ein Patchwork aus verschiedenen Umgebungen. Es gibt Seen mit verschiedenen Arten von Wasserstraßen verbinden, und Bereiche, wo die Eisdecke eingefroren ist, ans Bett. Ich denke manchmal an das Inlandeis Bett wie eine nasse Wüste-eine Wüste in dem Sinne, dass unter dem Eisschild schmelzen nur einer kleine Menge Wasser, vielleicht den Gegenwert von ein paar Zentimeter Regen pro Jahr liefert. Jedoch da es keine Verdunstung und wenig Einfrieren, viel von dem Bett bleibt feucht.
Infolgedessen ist die Antarktis subglazialen hydrologischen Netzwerk in der Regel langsam fließende und viel weniger leistungsfähig als die Flüsse, die, denen wir auf dem Land kennen. Dies steht im Gegensatz zu Grönland, wo Schmelzwasser bildet an der Oberfläche bis auf das Bett durch groß, schnell fließenden Leitungen fließt. Wie sich herausstellt, ist die Einhaltung der Wasser extrem wichtig, wie das Eis fließt. Wenn kein Wasser vorhanden ist, hält sich das Eis an das Bett. Ein wenig Wasser schmiert das Bett, so dass das Eis schnell fließen. Aber mehr Wasser hinzufügen und Leitungen beginnen zu entwickeln, die entwässern des Betts so effizient, dass es beginnt, seine schmierenden Wirkung zu verlieren.
Live Science: Waren Sie überrascht von keinem Ihrer Ergebnisse?
Hodson: Ich denke, jeder subglazialen See Sediment, ähnlich wie das Sediment in einem regelmäßigen See auf dem Land werden erwartet. Im Nachhinein, das scheint ein bisschen naiv, aber das ist die Art des Arbeitens in einer unbekannten Umgebung. Wie sich, subglazialen Seesedimenten herausstellte — und subglazialen See Whillans, insbesondere — eine Reihe von Herausforderungen stellen. Zum Beispiel funktionieren viele standard-Techniken, wie Kohlenstoffdatierung, nicht unter einer Eisdecke. Am Ende gingen wir die großen Fragen, die wir waren, nach, aber nicht in der Weise, wie, die wir erwartet hatten. Es bedarf einiges an Kreativität aus dem Team, aber das ist Teil des Vergnügens der wissenschaftlichen Entdeckung.
Live Science: Was erzählen diese Studie Sie wie das Eis dort fließt?
Hodson: Wir haben sehr viel gelernt in den letzten Jahrzehnten über wie das Eis von Satelliten- und Luftaufnahmen Fernerkundung fließt. Unterdessen Theoretiker gewesen hart an der Arbeit versucht zu erklären, wie Prozesse auf das Inlandeis Bett oben Eisstrom beeinflussen, aber einige können nur beantwortet werden durch direkten Zugriff auf das Bett. Diese Arbeit wird dazu beitragen, unsere Theorien darüber, wie die subglazialen hydrologische Netzwerk, das wiederum funktioniert, zu verfeinern, steuert, wie das Eis fließt.
Wir haben noch eine Menge zu erfahren, warum das Eis fließt der Weg es tut. Wir verstehen noch nicht, warum die Eisschollen, die die Art, wie es in dieser Region, sondern unsere Beobachtungen hoffentlich helfen, füllen Sie das Rätsel.
Live Science: Was, wenn überhaupt, sind die Auswirkungen für Klimawandel und Meeresspiegel steigen?
Hodson: Wir wissen nicht wirklich noch. Zum Beispiel schlägt unserer Arbeit ist die Eisdecke empfindlicher auf Meeresspiegelanstieg als bisher angenommen. Schrumpfende Eismassen erhöhen Meeresspiegel, die wiederum bewirkt, dass Eismassen weiter schrumpfen. Realistisch betrachtet, haben andere Mechanismen, wie Ozean und Erwärmung der Atmosphäre, wahrscheinlich einen größeren Einfluss auf die Eisdecke als Meeresspiegel. Aber um genaue Modelle zu machen, müssen wir Einschränkungen für alle Prozesse, die potenziell die Eisdecke betreffen. Vor allem, wenn wir versuchen, vorherzusagen, wie das Eis in den kommenden Jahrzehnten bis Jahrhunderten verhält, werden auch diese weniger wichtige Prozesse wichtig. Denken Sie daran wie Compoundierung Interesse: ein paar Prozent Zinsen Ihrer Investition über Nacht wächst nicht, aber in ein paar Jahrzehnten angesammelt, es hat einen großen Einfluss.
Live Science: Wie können Sie Informationen aus Studien wie diese Modelle integrieren? Mit rund 400 Seen unter dem antarktischen Eisschild brauchen Sie Sediment Studien wie diese über alle oder viele von ihnen beginnen, genaue Modelle zu erstellen, oder können Sie von ein paar Seen extrapolieren?
Hodson: Diese Art von Beobachtungsdaten in einem Modell zu integrieren, ist ein Prozess von Versuch und Irrtum. Grundsätzlich ist es an der Modellierer, welche Prozesse sollen in ihrem Modell zu wählen und wie man am besten, sie zu vertreten. Oft verstehen wir nicht voll und ganz die physikalischen Gesetzen, die in einer Umgebung arbeiten, also wir unsere beste Annäherung geben müssen. Dies gilt in fast allen Fällen, also wir Beobachtungen brauchen helfen uns beurteilen, ob unser Modell solide ist. Derzeit gibt es noch vieles, was wir nicht verstehen über das Inlandeis Bett, so dass wir mehr Beobachtungen wollen. Wir brauchen sicherlich nicht zu bohren in jedem See gehen, aber es gibt eine Reihe von großen wissenschaftlichen Fragen, die nur durch den Zugriff auf ein paar Seen vor allem angesprochen werden kann. Die große Frage, fahren dieses Projekt war nur um einen ersten Einblick auf die Mikroben leben unter dem Eisschild zu bekommen und zu verstehen, wie sie überleben.
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