Príčina topenia ľadovcov v Antarktíde - teplo z hlbín
Jedným z výrazných prejavov klimatických zmien je topenie ľadovcov. 90 % všetkého ľadu na planéte je sústredených v Antarktíde a tam mizne najrýchlejšie. Menej je však známe, že ľadovce v Antarktíde sa topia odspodu [1, 2, 9-14]. Čím je to spôsobené?
Topenie antarktického ľadu
Merania hrúbky ľadovej pokrývky pomocou satelitných výškomerov od 90. rokov vykazujú najväčší úbytok ľadu na ľadovcoch Pine Island a Thwaites, ktoré sa nachádzajú v západnej Antarktíde, zatiaľ čo ľadovce vo východnej Antarktíde zaznamenali od 90. rokov nárast ľadu (obr. 1, 2).
Obr. 1: Hmotnostná zmena a prírastok hladiny mora v jednotlivých oblastiach.
Zdroj: Shepherd a kol. 2019 https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019GL082182
K topeniu ľadu v Antarktíde teda dochádzavýlučnev západnej časti Antarktídy, zatiaľ čo na východe sú zaznamenávané rekordné zimy a prírastky ľadu [4]. Vzniká logická otázka: prečo sa Antarktída topílen na jednej strane?
Obr. 2: Strata hmoty z Antarktídy (2003 až 2019).
Zdroj: Smith a kol. 2020 https://www.science.org/doi/10.1126/science.aaz5845
Geológia Antarktídy
Geológovia dobre vedia, že Západná Antarktída je relatívne mladý kontinent s tenkými blokmi zemskej kôry, ktoré sú od seba oddelené veľkými tektonickými zlomami – riftovými zónami. V týchto zónach sa uvoľňuje veľké množstvo tepla.Naopak, východná časť Antarktídy je tvorená silnou, masívnou doskou. [5]
Obr. 3: Mapa hrúbky litosféry (hranica litosféra-astenosféra) antarktickej platne.
Zdroj: An a kol. 2015 http://www.seismolab.org/model/antarctica/lithosphere/index.html
Viac ako 140 sopiek v západnej Antarktíde
Antarktída je podľa vulkanológov taktiež aktívnou vulkanickou oblasťou. Pod ľadom Antarktídy bolo objavených užviac ako 140 sopiek. Všetky sa nachádzajúv západnej časti Antarktídy a väčšina z nich je v miestach, kde satopia ľadovce. [7, 8]
Obr. 4: Mapa Antarktídy zobrazujúca rozloženie sopiek. Len malý počet je aktívnych.
Zdroj: Smellie 2020 https://www.antarcticglaciers.org/glacial-geology/antarctic-ice-sheet/subglacial-volcanoes/
Geologicky najaktívnejšia časť Antarktídy je sopečný komplex Mount Erebus. Mount Erebus je najvyššia aktívna sopka v Antarktíde, v jej blízkom okolí sa nachádzajú ďalšie 3 neaktívne sopky (vrchy): Mount Terror, Mount Bird a Mount Terra Nova.
Obr. 5: Erupcia Mount Erebus a Mount Byrd v diaľke.
Zdroj: Smellie 2020 https://www.plateclimatology.com/more-proof-that-geologic-forces-are-melting-thwaites-and-pine-island-glaciers
Obr. 6: Obrázok znázorňujúci erupciu malej sopky pod ľadovou pokrývkou, hlavné vytvorené typy hornín, jazero s roztopenou vodou a hlavné únikové cesty roztopenej vody.
Zdroj: Smellie 2020 https://www.antarcticglaciers.org/glacial-geology/antarctic-ice-sheet/subglacial-volcanoes/
Seizmológovia z NASA objavili pod západnou Antarktídou obrovskýmagmatický plášťový chochol Mary Byrdovej [9]. Ide o vysoko aktívny geologický prvok, ktorý vytvoril a stále poháňa 100 aktívnych alebo poloaktívnych subglaciálnych sopiek. Polovica týchto subglaciálnych sopiek sa nachádza priamo pod takzvanými ľadovcami súdneho dňa - Pine Island a Thwaites [10].
Ľadovce súdneho dňa
V Antarktíde sa najviac topia dva ľadovce - Pine Island a Thwaites. Glaciológovia im hovoria ľadovce súdneho dňa, keďže už teraz sa tieto masívne ľadovce topia veľkou rýchlosťou a výrazne prispievajú k zvyšovaniu hladiny morí. Najdesivejšia je však ich významná poloha v strede západoantakrtického ľadového štítu. Keby sa roztopili celé tieto ľadovce, množstvo teplej morskej vody by začalo roztápať ďalšie významné ľadovce a nastal by kaskádovitý efekt topenia, ktorý by mohol zvýšiť hladinu morí až o tri metre. [20]
Početné štúdie z posledných rokov ukazujú, že práve pod týmito ľadovcami dochádza k zvýšenému tepelnému toku, ktorý stúpa z podpovrchových vrstiev [12, 13, 14]. V oblasti ľadovca Pine Island vedci identifikovali jednu aktívnu subglaciálnu sopku, 2 nedávno vybuchnuté a 6 ďalších poloaktívnych subglaciálnych sopiek. V oblasti ľadovca Thwaites bolo identifikovaných niekoľko desiatok poloaktívnych subglaciálnych sopiek [10, 11].
Obr. 7: Zmena hrúbky ľadovej vrstvy Antarktídy v rokoch 1992-2017. Najväčšie straty na hrúbke ľadu sú označené červenou farbou. Obrysy troch regionálnych subglaciálnych geologických oblastí sú vyznačené červenou farbou.
Zdroj: Obrázok NASA, väčšina označovania Kamis 2019 https://www.plateclimatology.com/geological-hotspot-melting-pine-island-and-thwaites-glaciers-not-global-warming
Navyše, tieto dva ľadovce susedia s mnohými ďalšími ľadovcami, ktoré nestrácajú hrúbku tak rýchlo. To ukazuje, že geologické prvky pod Pine Island a Thwaites vyžarujú výrazne väčší tok tepla pravdepodobne v dôsledku sopečných erupcií.
Obr. 8: Obrys ľadovcov Pine Island a Thwaites (modro šrafované oblasti). Subglaciálne sopky magmatického plášťového chochola Mary Byrdovej, ktoré sa nachádzajú priamo pod týmito ľadovcami (farebné kruhy, väčšie kruhy sú väčšie sopky, farba kruhu označuje faktor spoľahlivosti identifikácie sopky).
Zdroj: Kamis 2020 https://www.plateclimatology.com/more-proof-that-geologic-forces-are-melting-thwaites-and-pine-island-glaciers
Podľa Barlettu a kol. (2018) sa oblasť pod Pine Islandom veľmi rýchlo dvíha, až 4 cm za rok, čo je výrazne nad normálnou rýchlosťou a vysvetľujú to zdvíhaním skalného podložia, ku ktorému dochádza, keď sa hrubý ľadový stĺp značne zredukuje alebo úplne odstráni roztopením[15]. Vzhľadom na abnormálnu mieru nárastu podložia oproti normálu je však pravdepodobné, že rýchly nárast nadmorskej výšky v oblasti magmatického chochola Mary Byrdovej je spôsobený zdvíhacím pôsobením geologických síl a nie po ústupe ľadovcov.
Stručne povedané, Pine Island a Thwaites, takzvané ľadovce súdneho dňa, sa topia v dôsledku subglaciálneho tepelného toku emitovaného aktívnymi geologickými prvkami.
Ohrievanie Weddellovho mora
Hneď vedľa západnej Antarktídy sa nachádza ďalšia anomálna tepelná zóna. Nemeckí oceánografi zistili, že vo Weddellovom mori pri pobreží západnej Antarktídy sa voda v hĺbke viac ako 2 000 metrov otepľuje päťkrát rýchlejšie ako na povrchu, zatiaľ čo horných 700 metrov sa takmer neoteplilo [16]. To je ďalšia skutočnosť, ktorá ukazuje, že zahrievanie prichádza zospodu, zvnútra.
Weddellovo more je zo všetkých strán ohraničené vulkanickými štruktúrami, ktoré v súčasnosti vykazujú anomálnu aktivitu, jednou z nich je oblasť v Bransfieldovom prielive. V roku 2020 tu bolo iba za šesť mesiacov zaznamenaných 85 000 zemetrasení [17]. Na porovnanie, v roku 2020 bolo na celom svete zaznamenaných viac ako 350 000 zemetrasení[18].
Medzinárodný tím výskumníkov uviedol, že roj bol najintenzívnejším zemetrasením, aké kedy bolo v regióne zaznamenané. Roj sa vyskytol okolo Orca Seamount, podmorskej sopky, ktorú vedci predtým považovali za neaktívnu. Dve najväčšie zemetrasenia v sérii boli zemetrasenie s magnitúdou 5,9 v októbri 2020 a zemetrasenie s magnitúdou 6,0 v novembri. Po novembrovom zemetrasení sa seizmická aktivita oslabila. Zdá sa, že otrasy posunuli zem na Ostrove kráľa Juraja o 11 centimetrov. Vedci predpokladajú, že pohyb magmy do kôry je z veľkej časti zodpovedný za dramatický posun zeme. Priemerná hĺbka ohniska zemetrasení bola 8 km, zriedka presahujúca 15 km, teda zdá sa, že magma tlačiaca sa do zemskej kôry je už blízko povrchu. Je pravdepodobné, že pri poslednom zemetrasení s magnitúdou 6 došlo k podvodnej erupcii, ktorá následne uvoľnila tlak magmy, zatiaľ však nie je priamy dôkaz o erupcii.[19]
Tento intenzívny roj zemetrasení vulkanického pôvodu, ktorý tu doteraz nebol zaznamenaný, teda naznačuje, že sopečná činnosť pod západnou Antarktídou sa v poslednej dobe nevídane aktivuje a magma už dosahuje povrchu.
[1] https://www.sciencedaily.com/releases/2014/06/140609153425.htm
[2] https://www.livescience.com/46194-volcanoes-melt-antarctic-glaciers.html
[3] Shepherd a kol. 2019: Trends in Antarctic Ice Sheet Elevation and Mass
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019GL082182
[4] Smith a kol. 2020: Pervasive ice sheet mass loss reflects competing ocean and atmosphere processes https://www.science.org/doi/10.1126/science.aaz5845
[5] Grikurov GE & Leychenkov GL 2012: Tektonická mapa Antarktídy http://neotec.ginras.ru/neomaps/M100_Antarctic_2012_Tectonics.jpg
[6] An a kol. 2015: Crust/Lithosphere model (AN1) of the Antarctic Plate http://www.seismolab.org/model/antarctica/lithosphere/index.html
[7] de Vries a kol. 2017: A new volcanic province: an inventory of subglacial volcanoes in West Antarctica https://www.lyellcollection.org/doi/pdf/10.1144/SP461.7
[8] Smellie 2020: Subglacial volcanoes https://www.antarcticglaciers.org/glacial-geology/antarctic-ice-sheet/subglacial-volcanoes/
[9] Seroussi a kol. 2017: Influence of a West Antarctic mantle plume on ice sheet basal conditions https://www.researchgate.net/publication/318832027_Influence_of_a_West_Antarctic_mantle_plume_on_ice_sheet_basal_conditions
[10] Kamis 2020: More Proof That Geological Forces are Melting Thwaites and Pine Island Glaciers https://www.plateclimatology.com/more-proof-that-geologic-forces-are-melting-thwaites-and-pine-island-glaciers
[11] Kamis 2019: ’Hotspot’ Melting Pine Island and Thwaites Glaciers, Not Global Warming
[12] Loose a kol. 2018: Evidence of an active volcanic heat source beneath the Pine Island Glacier https://www.researchgate.net/publication/325931537_Evidence_of_an_active_volcanic_heat_source_beneath_the_Pine_Island_Glacier
[13] Damiani a kol. 2014: Variable crustal thickness beneath Thwaites Glacier revealed from airborne gravimetry, possible implications for geothermal heat flux in West Antarctica
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X14005780
[14] Dziadek a kol. 2021: High geothermal heat flow beneath Thwaites Glacier in West Antarctica inferred from aeromagnetic data https://www.researchgate.net/publication/353983763_High_geothermal_heat_flow_beneath_Thwaites_Glacier_in_West_Antarctica_inferred_from_aeromagnetic_data
[15] Barletta a kol. 2018: Observed rapid bedrock uplift in Amundsen Sea Embayment promotes ice-sheet stability science.org/doi/10.1126/science.aao1447
[16] Strass a kol. 2020: Multidecadal Warming and Density Loss in the Deep Weddell Sea, Antarctica https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/33/22/jcliD200271.xml
[17] Cesca a kol. 2022: Massive earthquake swarm driven by magmatic intrusion at the Bransfield Strait, Antarctica https://www.nature.com/articles/s43247-022-00418-5.pdf
[18] https://www.volcanodiscovery.com/earthquakes/archive/2020.html
[19] https://www.livescience.com/earthquake-swarm-antarctica-underwater-volcano
Pridať komentár