En gammel stenet struktur, der findes i hjertet af Ross-ishylden, hjælper med at bestemme, hvor Antarktisens is smelter, og hvor den forbliver fast og frossent.
Strukturen er en gammel tektonisk grænse, sandsynligvis dannet under fødslen af det antarktiske kontinent eller kort derefter. I henhold til ny forskning, der blev offentliggjort 27. maj i tidsskriftet Nature Geoscience, beskytter denne grænse ishyldens jordforbindelse, det punkt, hvor den er tyk nok til at strække sig helt til havbunden. Geologien skabt af grænsen holder varmt, smeltefremmende havvand væk fra den del af hylden. Men havcirkulationen drevet af den samme geologi driver intens sommersmeltning langs hyldens østlige kant.
"Vi kunne se, at den geologiske grænse gjorde havbunden på den østantarktiske side meget dybere end Vesten, og det påvirker den måde, hvorpå havvandet cirkulerer under ishylden," siger studieleder Kirsty Tinto, forskningsforsker ved Lamont-Doherty Jordobservatoriet ved Columbia University, sagde det i en erklæring.
Ross ishylden
Ross-ishylden er et areal på is, der er 480.000 kvadratkilometer (km) i areal og hundreder af meter tykt. Is flyder på hylden fra de landbaserede is- og østantarktiske isark. I øjeblikket er ishylden stabil, skrev Tinto og hendes kolleger i Nature Geoscience, men geologiske og marine poster viser, at det er kollapset i den fjerne fortid.
For at forstå isarkets dynamik brugte Tinto og hendes kolleger data fra et flybaseret værktøj kaldet IcePod, som indeholder instrumenter, der indsamler information om ishyldens tykkelse og struktur samt instrumenter, der registrerer magnetiske og gravitationsmæssige afvigelser fra klippen bagved ishylden. Magnetiske mineraler, for eksempel, der findes i magma og andet klippemateriale under Antarktis, kan ændre magnetfeltmålingerne på disse pletter, mens undersøisk topografi kan påvirke gravitationsmæssige aflæsninger. Med disse data rekonstruerede forskerne et kort over ishylden og klippen nedenunder.
De fandt en skarp overgangszone, der halverer isisen. Hvis Antarktis var et hjul, ville grænsen være lidt som en eger, der stammede fra et sted lidt off-center. Denne overgangszone er faktisk linjen for afgrænsning mellem geologien i Vestantarktis og Østantarktis. Mod vest er klipperne en kombination af sedimentært og magmatisk, der er dannet fra tektoniske vekselvirkninger ved sammenløbet af en oceanisk og tektonisk plade. East Antarctica er gammelt kontinentalt materiale kendt som craton.
Geologiens indflydelse
Den nyligt opdagede tektoniske grænse, der halverer Ross-ishylden, betyder noget, fordi det hjælper med at forme havbunden under isen. Mod øst er havbunden dybere, i gennemsnit 2.198 fod (670 meter). Mod vest er den gennemsnitlige dybde i gennemsnit 1.837 fod (560 m).
Forskerne brugte en computermodel for at vise, hvordan havvand cirkulerer i betragtning af denne nye geologiske viden. Den gode nyhed er, at havbundengeometri holder mest varmt havvand væk fra Ross-ishylden. I stedet lufter et område med åbent hav kaldet Ross Shelf Polynya det varme, dybe havvand og afkøler det, før det kan strømme under ishylden. Men der er meget issmeltning langs ishyldens forkant (hvor den møder havet), især om sommeren. Den højeste sommersmeltning er nær Ross Island på den østantarktiske side.
Så hvad betyder det hele for et opvarmende Antarktis? I den nærmeste fremtid bør ishyldens jordforbindelse (det punkt, hvor den kommer i kontakt med havbunden) forblive stabil, i det mindste i lyset af moderate klimaændringer, skrev forskerne. Men variationer i lokalt klima vil have stor indflydelse på, hvor hurtigt forkanten af ishylden smelter. Disse variationer kan omfatte reduktioner i fald i havis eller fald i skydækningen, sagde Laurie Padman, en seniorforsker ved Earth and Space Research i Oregon og studere medforfatter, i erklæringen.
"Vi fandt ud af, at det er disse lokale processer, vi er nødt til at forstå for at komme med forudsigelser," sagde Tinto.
