Een onderzoeker van de Graduate School of Oceanography van de University of Rhode Island en vijf andere wetenschappers hebben een actieve vulkanische warmtebron ontdekt onder de Pine Island-gletsjer op Antarctica.

De ontdekking en andere bevindingen, die cruciaal zijn voor het begrijpen van de stabiliteit van de West-Antarctische ijskap, waarvan de Pine Island-gletsjer deel uitmaakt, in de krant worden gepubliceerd, "Bewijs van een actieve vulkanische warmtebron onder de Pine Island-gletsjer, " in de laatste editie van Natuurcommunicatie .

Universitair docent Brice Loose uit Newport, een chemisch oceanograaf bij GSO en de hoofdauteur, zei dat het artikel is gebaseerd op onderzoek dat is uitgevoerd tijdens een grote expeditie in 2014 naar Antarctica onder leiding van wetenschappers uit het Verenigd Koninkrijk. Ze werkten aan boord van een ijsbreker, de RRS James Clark Ross, van januari tot maart, De zomer van Antarctica.

"We wilden de rol van de oceaan bij het smelten van de ijsplaat beter begrijpen, " zei Loose. "Ik was het water aan het bemonsteren voor vijf verschillende edelgassen, inclusief helium en xenon. Ik gebruik deze edelgassen om zowel smeltijs als warmtetransport te traceren. helium-3, het gas dat op vulkanisme wijst, is een van de gassen die we verkrijgen uit deze traceermethode.

"We waren niet op zoek naar vulkanisme, we gebruikten deze gassen om andere acties op te sporen, " zei hij. "Toen we voor het eerst hoge concentraties helium-3 begonnen te zien, we dachten dat we een cluster van slechte of verdachte gegevens hadden."

De West-Antarctische ijskap ligt bovenop een groot vulkanisch kloofsysteem, maar er was geen bewijs van de huidige magmatische activiteit, zei de URI-wetenschapper. De laatste activiteit was 2, 200 jaar geleden, zei Los. En hoewel vulkanische hitte kan worden herleid tot slapende vulkanen, wat de wetenschappers op Pine Island vonden, was nieuw.

In de krant, Loose zei dat het vulkanische kloofsysteem het moeilijk maakt om de warmtestroom naar de West-Antarctische ijskap te meten.

"Je kunt normale indicatoren van vulkanisme niet direct meten - hitte en rook - omdat de vulkanische kloof zich onder vele kilometers ijs bevindt, "Los zei"

Maar terwijl het team zijn onderzoek uitvoerde, het vond grote hoeveelheden van een isotoop van helium, die bijna uitsluitend uit mantel komt, zei Los.

"Als je helium-3 vindt, het is als een vingerafdruk voor vulkanisme. We ontdekten dat het relatief veel voorkomt in het zeewater op het Pine Island-plateau.

"De vulkanische warmtebronnen werden gevonden onder de snelst bewegende en snelst smeltende gletsjer op Antarctica, de Pine Island-gletsjer, "Zei Loose. "Het verliest het snelst massa."

Hij zei dat de hoeveelheid ijs die in de oceaan glijdt, wordt gemeten in gigaton. Een gigaton is gelijk aan 1 miljard ton.

Echter, losse waarschuwingen, dit betekent niet dat vulkanisme de belangrijkste bron van massaverlies van Pine Island is. Integendeel, "Er zijn tientallen jaren van onderzoek dat documenteert dat de hitte van oceaanstromingen de Pine Island-gletsjer destabiliseert, die op zijn beurt verband lijkt te houden met een verandering in de klimatologische winden rond Antarctica, " zei Loose. In plaats daarvan, dit bewijs van vulkanisme is een nieuwe factor om te overwegen bij het bewaken van de stabiliteit van de ijskap.

De wetenschappers melden in de krant dat "metingen van heliumisotoop en edelgas geochemisch bewijs leveren van subglaciale smeltwaterproductie die vervolgens naar de holte van de Pine Island-ijsplaat wordt getransporteerd." Ze zeggen dat de warmte-energie die vrijkomt door de vulkanen en hydrothermale openingen suggereert dat de warmtebron onder Pine Island ongeveer 25 keer groter is dan het grootste deel van de warmtestroom van een individuele slapende vulkaan.

Professor Karen Heywood, van de Universiteit van East Anglia in Norwich, het Verenigd Koninkrijk, en hoofdwetenschapper voor de expeditie, zei:"De ontdekking van vulkanen onder de Antarctische ijskap betekent dat er een extra warmtebron is om het ijs te smelten, smeer de doorgang naar de zee, en voeg toe aan het smelten van het warme oceaanwater. Het zal belangrijk zijn om dit mee te nemen in onze inspanningen om in te schatten of de Antarctische ijskap onstabiel kan worden en de zeespiegelstijging verder kan doen toenemen."

Betekent dit dat de wereldwijde klimaatverandering geen factor is in de stabiliteit van de Pine Island-gletsjer?

Nee, zei Los. "Klimaatverandering veroorzaakt het grootste deel van de gletsjersmelt die we waarnemen, en deze nieuw ontdekte warmtebron heeft een tot nu toe onbepaald effect, omdat we niet weten hoe deze warmte onder de ijskap wordt verdeeld."

Hij zei dat andere studies hebben aangetoond dat smelten veroorzaakt door klimaatverandering de grootte en het gewicht van de gletsjer vermindert, die de druk op de mantel vermindert, waardoor meer warmte van de vulkanische bron kan ontsnappen en vervolgens het oceaanwater kan opwarmen.

"Het voorspellen van de snelheid van de zeespiegelstijging zal de komende 100 jaar een sleutelrol spelen voor de wetenschap, en dat doen we. We volgen en modelleren deze gletsjers, ' zei Los.

De wetenschappers besluiten door te schrijven:"De omvang en de variaties in de snelheid van de vulkanische warmte die aan de Pine Island-gletsjer wordt geleverd, ofwel door interne magmamigratie, of door een toename van vulkanisme als gevolg van het dunner worden van de ijskap, kan de toekomstige dynamiek van de Pine Island-gletsjer beïnvloeden, tijdens de hedendaagse periode van klimaatgedreven glaciale retraite."

Naast Heywood, Los gewerkt met Alberto C. Naveira Garabato, van het National Oceanography Centre aan de Universiteit van Southampton, Verenigd Koninkrijk; Peter Schlosser van de School of Earth and Space Exploration van de Arizona State University en het Lamont-Doherty Earth Observatory aan de Columbia University; William Jenkins van de Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts; en David Vaughn van de British Antarctic Survey, Cambridge, Verenigd Koninkrijk.