Was ein unter antarktischem Eis verborgener Ozean über das zukünftige Klima unseres Planeten verrät

Was ein unter antarktischem Eis verborgener Ozean über das zukünftige Klima unseres Planeten verrät Craig Stevens, Autor zur Verfügung gestellt

Jules Verne schickte sein fiktives U-Boot, den Nautilus, durch einen versteckten Ozean unter einer dicken Eiskappe zum Südpol. Geschrieben 40 Jahre bevor ein Entdecker die Pole erreicht hatte, war seine Geschichte dennoch nur eine halbe Fiktion.

In der Antarktis gibt es tatsächlich versteckte Ozeanhöhlen und unsere neuesten Forschung Erforscht, wie der Ozean unter den Eisschelfs des Kontinents zirkuliert - große schwimmende Ausdehnungen des Eises an Land, die mit den Gezeiten steigen und fallen.

Diese Eisschelfs stützen die massive landgestützte Eiskappe des Kontinents und spielen eine wichtige Rolle bei der Beurteilung des zukünftigen Anstiegs des Meeresspiegels. Unsere Arbeit wirft ein neues Licht darauf, wie Meeresströmungen zum Schmelzen in der Antarktis beitragen, was eine der größten Unsicherheiten bei der Vorhersage von Klimamodellen darstellt.

Was ein unter antarktischem Eis verborgener Ozean über das zukünftige Klima unseres Planeten verrät Das Feldlager auf dem Ross-Schelfeis. Craig Stevens, Autor zur Verfügung gestellt

Ein unerforschter Ozean

Das Ross-Schelfeis ist mit 480,000 Quadratkilometern die größte schwimmende Eisplatte der Erde. Die verborgene Ozeanhöhle erstreckt sich 700 km südlich von der Küste der Antarktis und ist weitgehend unerforscht.

Wir wissen, dass Eisschelfs hauptsächlich von unten schmelzen und von einem sich erwärmenden Ozean gewaschen werden. Wir haben jedoch nur sehr wenige Daten darüber, wie sich das Wasser unter dem Eis vermischt. Dies wird in Klimamodellen oft übersehen, aber unsere neuen Messungen werden dazu beitragen, dies zu beheben.

Die einzige andere Expedition in die Ozeanhöhle unter dem zentralen Ross-Schelfeis geht auf die 1970er Jahre zurück und kam mit zurück faszinierende Ergebnisse. Trotz der begrenzten Technologie der Zeit zeigte sich, dass die Ozeanhöhle keine statische Badewanne war. Stattdessen fand es eine feine Schichtung der Wassermassen mit subtil unterschiedlichen Temperaturen und Salzgehalten zwischen den Schichten.


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Andere Ozeanstudien wurden durchgeführt von den Rändern oder hoch über. Sie haben Einblicke in die Funktionsweise des Systems gegeben, aber um es wirklich zu verstehen, mussten wir Messungen direkt vom Meer aus unter Hunderten von Metern Eis durchführen.

Was ein unter antarktischem Eis verborgener Ozean über das zukünftige Klima unseres Planeten verrät Das Team bohrte mit einem Heißwasserstrahl durch das Eis zum Ozean. Craig Stevens, Autor zur Verfügung gestellt

Im Jahr 2017 verwendeten wir einen Heißwasserstrahl nach dem Vorbild eines Britische Antarktis-Umfrage Design, um durch 350 Meter Eis in den Ozean zu bohren. Wir konnten das Loch lange genug flüssig halten, um detaillierte Ozeanmessungen durchzuführen und Instrumente zurückzulassen, um die Meeresströmungen und -temperaturen weiterhin zu überwachen. Diese Daten kommen immer noch über Satellit.

Wir fanden heraus, dass der verborgene Ozean wie eine massive Flussmündung wirkt und vergleichsweise warmes (2 ℃) Meerwasser auf den Meeresboden gelangt, um in einer Kombination von Schmelzwasser und subglaziales Süßwasser aus dem Eisschild und dem verborgenen Felsfundament der Antarktis herausgedrückt.

Die Hunderte von Metern Eis isolieren die Meereshöhle vor den wütenden Winden und den eisigen Lufttemperaturen der Antarktis. Aber nichts hält die Gezeiten auf. Unsere Daten deuten darauf hin, dass Gezeiten den geschichteten Ozean an Wellen auf der Unterseite des Eises hin und her schieben und Teile der Ozeanhöhle mischen.

Was ein unter antarktischem Eis verborgener Ozean über das zukünftige Klima unseres Planeten verrät Das Eis der Antarktis isoliert den Ozean vor wütenden Winden und eisigen Lufttemperaturen. Craig Stevens, Autor zur Verfügung gestellt

Zukunftsprojektionen

Diese Art der Entdeckung ist die ultimative Herausforderung für die Klimawissenschaft. Wie stellen wir Prozesse dar, die im täglichen Maßstab in Modellen funktionieren, die Projektionen über Jahrhunderte erstellen? Unsere Daten zeigen, dass sich die täglichen Änderungen summieren können. Daher ist es wichtig, eine Lösung zu finden.

Beispielsweise legen Daten, die außerhalb der Meereshöhle gesammelt wurden, und Computermodelle nahe, dass ein bestimmtes Wasserpaket ein bis sechs Jahre auf seinem Weg durch die Höhle verbringt. Unsere neuen Daten zeigen, dass das untere Ende des Bereichs wahrscheinlicher ist und dass wir sowieso nicht an eine große Strecke denken sollten.

Der Ross ist nicht das Schelfeis größte Gefahr durch die Erwärmung der Ozeane. Aufgrund seiner Größe und seiner Beziehung zum benachbarten Rossmeer ist es ein wichtiges Zahnrad im planetaren Ozeansystem.

Die Bedeutung dieser Eisschelfs für den Anstieg des Meeresspiegels in den nächsten Jahrhunderten ist sehr offensichtlich. Die Forschung zeigt, Wenn die Erwärmung der Atmosphäre 2 ° C überschreitet, würden die großen Eisschelfs der Antarktis zusammenbrechen und Eis freisetzen, das von der Eiskappe des Kontinents fließt, wodurch der Meeresspiegel bis 3 um bis zu 2300 Meter angehoben wird.

Was weniger gut verstanden wird, aber möglicherweise auch ein massiver Veränderer ist, ist der Einfluss von Schmelzwasser auf die Welt thermohaline Zirkulation, eine ozeanische Transportschleife, die den Ozean alle 1,000 Jahre vom Abgrund vor der Küste der Antarktis zu tropischen Oberflächengewässern führt.

Antarktische Eisschelfs sind wie ein Boxenstopp in dieser Schleife und was in der Antarktis passiert schwingt global mit. Schnellere schmelzende Eisschelfs werden die Schichtung der Ozeane verändern und Auswirkungen auf die globale Ozeanzirkulation haben - und ein Ergebnis davon scheint zu sein größere Klimavariabilität.Das Gespräch

Über den Autor

Craig Stevens, außerordentlicher Professor für Ozeanphysik, Nationales Institut für Wasser- und Atmosphärenforschung und Christina Hulbe, Professorin und Dekanin der School of Surveying (Fachrichtung Glaziologie), University of Otago

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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