Tání západoantarktického ledovce by mohlo vyvolat katastrofální přetváření země pod ním
Antarktida se zdá být díky své tlusté, obrovské ledové pokrývce jedinou souvislou pevninou se středem nad jižním pólem a pokrývající obě polokoule zeměkoule. Sektor západní polokoule ledového příkrovu má tvar palce stopaře – výstižná metafora, protože ledový příkrov západní Antarktidy je v pohybu. Ledový příkrov, který se nachází na vrcholu Západní Antarktidy, je ovlivněn oteplováním oceánů a atmosféry Země. taví, teče ven a zmenšuje se ve velikostivše v překvapivém tempu.
Velká část diskusí o tání masivních ledových příkrovů v době klimatických změn se zabývá jeho dopady na lidi. To dává smysl: miliony uvidí své domovy poškozené nebo zničené stoupající hladiny moří a bouřkové vlny.
Ve vrstvách usazenin nahromaděných na mořském dně za miliony let, výzkumníci jako nás nacházejí důkazy o tom, že když západní Antarktida roztála, došlo v oblasti k rychlému nárůstu geologické aktivity na pobřeží. The důkazy předpovídají, co je čeká pro budoucnost.
Cesta za poznáním
Již před 30 miliony let pokrýval ledový příkrov velkou část toho, co dnes nazýváme Antarktida. Ale během pliocénní epochy, která trvala před 5,3 miliony až 2,6 miliony let, ledová pokrývka na západní Antarktidě drasticky ustoupila. Spíše než souvislý ledový příkrov zůstaly jen vysoké ledové čepice a ledovce na vrcholcích hor nebo v jejich blízkosti.
Asi před 5 miliony let, podmínky kolem Antarktidy se začaly oteplovata led v západní Antarktidě ubýval. Přibližně před 3 miliony let vstoupila celá Země do teplé klimatické fáze, podobné tomu, co se děje dnes.
Ledovce nejsou stacionární. Tyto velké masy ledu se tvoří na souši a proudí směrem k moři, pohybují se po skalním podloží a seškrabávají materiál z krajiny, kterou pokrývají, a nesou tyto trosky, jak se led pohybuje, téměř jako běžící pás. Tento proces se zrychluje, když se klima otepluje, stejně jako otelení do moře, které tvoří ledovce. Ledovce naložené troskami pak mohou tento kontinentální horninový materiál vynést do moře a shodit ho na mořské dno, když ledovce tájí.
Na začátku roku 2019 jsme se připojili k velké vědecké cestě – Mezinárodní expedice programu Ocean Discovery 379 – do Amundsenova moře jižně od Tichého oceánu. Naše expedice měla za cíl získat materiál z mořského dna, abychom zjistili, co se stalo v západní Antarktidě během období tání před celou tou dobou.
Na palubě vrtné lodi JOIDES Resolution pracovníci spustili vrt téměř 13 000 stop (3 962 metrů) na mořské dno a poté vrtali 2 605 stop (794 metrů) do dna oceánu, přímo na moři od nejzranitelnější části ledového příkrovu Západní Antarktidy.
Vrták vytáhl dlouhé trubky zvané „jádra“, obsahující vrstvy sedimenty uložené mezi 6 miliony let a současností. Náš výzkum se zaměřil na úseky sedimentu z doby pliocénní epochy, kdy Antarktida nebyla zcela pokryta ledem.
Nečekané zjištění
Když jsme byli na palubě, jedna z nás, Christine Siddoway, byla překvapena, když objevila neobvyklý pískovcový oblázek v narušeném úseku jádra. Úlomky pískovce byly v jádru vzácné, takže původ oblázku byl velmi zajímavý. Testy ukázaly, že oblázek pocházel z hor hluboko ve vnitrozemí Antarktidy, zhruba 800 mil (1300 kilometrů) od místa vrtání.
Aby k tomu došlo, musely se ledovce otelit z ledovců stékajících z vnitřních hor a poté plout směrem k Tichému oceánu. Oblázek poskytl důkaz, že ve vnitrozemí dnešní Antarktidy existoval hlubinný oceánský průchod – spíše než dnešní tlustý ledový příkrov.
Po expedici, jakmile se vědci vrátili do svých domácích laboratoří, bylo toto zjištění potvrzeno analýzou bahna, bahna, úlomků hornin a mikrofosilií, které se také objevily v jádrech sedimentů. Chemické a magnetické vlastnosti materiálu jádra odhalily podrobnou časovou osu ústupů a pokroku ledové pokrývky po mnoho let.
Jedno klíčové znamení pochází z analýz vedených Keiji Horikawou. Pokusil se porovnat tenké vrstvy bahna v jádru s podložím z kontinentu, aby ověřil myšlenku, že ledovce přenesly takové materiály na velmi dlouhé vzdálenosti. Každá vrstva bahna se uložila hned po epizodě odlednění, kdy ledová pokrývka ustoupila, což vytvořilo vrstvu oblázkové hlíny nesené ledovcem. Měřením množství různých prvků, včetně stroncia, neodymu a olova, to dokázal spojují specifické tenké vrstvy bahna v jádrech vrtáků k chemickým signaturám ve výchozech v Ellsworth Mountains, 870 mil (1400 km) daleko.
Horikawa objevil nejen jeden případ tohoto materiálu, ale až pět vrstev bahna uložených před 4,7 miliony až 3,3 miliony let. To naznačuje, že ledový příkrov roztál a vznikl otevřený oceán, poté ledový příkrov znovu vyrostl a vyplňoval vnitřek, opakovaně, v krátkých rozpětích tisíců až desítek tisíc let.
Vytvoření plnějšího obrazu
Týmová kolegyně Ruthie Halberstadtová zkombinovala tyto chemické důkazy a načasování v počítačových modelech ukazujících, jak an se objevilo souostroví zaledněných, drsných ostrovů jak oceán nahradil tlusté ledové příkrovy, které nyní vyplňují vnitřní pánve Antarktidy.
Největší změny se odehrály podél pobřeží. Modelové simulace ukazují rychlý nárůst produkce ledovce a dramatický ústup okraje ledové pokrývky směrem k Ellsworth Mountains. Amundsenovo moře se ucpalo ledovci ze všech směrů. Kameny a oblázky zapuštěné do ledovců vyplavaly do moře v ledovcích a padaly na mořské dno, jak ledovce tály.
Dlouhotrvající geologické důkazy z Antarktidy a jinde po celém světě ukazují, že když led taje a odtéká ze země, samotná země stoupá protože ho už led nestlačí. Ten posun může způsobit zemětřesenízejména v západní Antarktidě, která leží nad zvláště horkými oblastmi zemského pláště, které mohou odskočit vysokou rychlostí když led nad nimi taje.
Uvolnění tlaku na pevninu také zvyšuje vulkanickou aktivitu – jak se děje v Island v současnosti. Důkazy o tom v Antarktidě pocházejí z vrstvy sopečného popela, kterou Siddoway a Horikawa identifikovali v jádrech, vzniklých před 3 miliony let.
Dlouhá ztráta ledu a pohyby vzhůru v západní Antarktidě také spustily masivní skalní laviny a sesuvy půdy v rozlámané, poškozené skále, které vytvořily stěny ledovcového údolí a pobřežní útesy. Zhroucení pod mořem vytlačilo obrovské množství sedimentu z mořského šelfu. Obrovské masy skály, které již nebyly drženy na místě tíhou ledovcového ledu a oceánské vody, se odtrhly a vyvalily se do vody a vytvořily tsunami, které rozpoutal další pobřežní ničení.
Rychlý nástup všech těchto změn učinil z odledněné západní Antarktidy ukázkový kus toho, čemu se říká „katastrofická geologie.“
Rychlý vzestup aktivity připomíná to, co se v minulosti dělo jinde na planetě. Například na konci poslední doby ledové na severní polokouli, před 15 000 až 18 000 lety, byla oblast mezi Utahem a Britskou Kolumbií vystavena záplavy z prasklých ledovcových jezer s roztátou vodouodraz země, skalní laviny a zvýšená vulkanická činnost. V pobřežních Kanada a Aljaškak takovým událostem dochází dodnes.
Dynamický ústup ledové pokrývky
Analýza chemického složení hornin našeho týmu jasně ukazuje, že Západní Antarktida nemusí nutně podstoupit jeden postupný, masivní posun od ledu pokrytého k bezledu, ale spíše kolísá tam a zpět mezi velmi odlišnými stavy. Pokaždé, když v minulosti zmizel ledový štít, vedlo to ke geologickému chaosu.
Budoucí důsledek pro západní Antarktidu je, že až se její ledová pokrývka příště zhroutí, katastrofické události se vrátí. To se bude dít opakovaně, jak se ledová pokrývka stahuje a postupuje a otevírá a uzavírá spojení mezi nimi různých oblastech světových oceánů.
Tato dynamická budoucnost může přinést stejně rychlé reakce v biosféře, jako např řasy kvetou kolem ledovců v oceánucož vede k přílivu mořských druhů do nově otevřených moří. Obrovské plochy země na západoantarktických ostrovech by se pak otevřely růstu mechové půdní pokrývky a pobřežní vegetace, která by zabarví Antarktidu zelenější než její současná ledově bílá.
Naše údaje o minulosti Amundsenova moře a výsledná předpověď naznačují, že změny na pevnině v západní Antarktidě nebudou z lidské perspektivy pomalé, postupné ani nepostřehnutelné. Spíše se pravděpodobně bude opakovat to, co se stalo v minulosti: geologicky rychlé posuny, které jsou lokálně pociťovány jako apokalyptické události, jako jsou zemětřesení, erupce, sesuvy půdy a tsunami – s celosvětovými dopady.
Tento upravený článek je znovu publikován z Konverzace pod licencí Creative Commons. Přečtěte si původní článek.
