Brzo Topljenje Zapadne Antarktike Najavljuje Nagle „Katastrofalne“ Geološke Promene

Antarktik na prvi pogled deluje kao ogroman, stalan ledeni pokrivač oko Južnog pola, ali geološka prošlost Zapadne Antarktike otkriva nešto drugo: to je region koji se u geološki kratkim vremenskim razmacima može drastično promeniti. Istraživanja sedimenata iz Amundsena pokazuju da je pre nekoliko miliona godina taj deo kontinenta više puta prešao iz zaleđenog u otvoreni morski režim — i svaki takav prelaz pratio je talas naglih geoloških događaja.

Kako smo došli do saznanja

Početkom 2019. godine naši timovi učestvovali su u IODP ekspediciji 379 na istraživačkom brodu JOIDES Resolution. Bušenjem gotovo 13.000 stopa (3.962 m) do morskog dna i daljim uzimanjem 794 metra sedimentnih jezgara, izvukli smo zapise taloženja od pre oko 6 miliona godina do danas. Analize sedimenata, mikrofossila i hemijskih potpisa omogućile su detaljnu hronologiju povlačenja i povratka ledenog pokrivača.

Aboard the JOIDES Resolution drillship, Keiji Horikawa examines a core containing iceberg-carried pebbly clays capped by finely layered muds. Christine Siddoway,CC BY-ND

Ključni dokazi

Jedan od neočekivanih nalaza bio je retki komadić peščara u ispresušenom delu jezgra. Hemijska i magnetna svojstva pokazala su da ta grudva potiče iz unutrašnjosti Antarktika — otprilike 1.300 km od mesta bušenja — što implicira da su nekada ledene sante platile sa unutrašnjih planina do Amundsena. Dalje hemijsko poređenje slojeva mulja sa izdancima u Ellsworth planinama potvrdilo je vezu: identifikovano je do pet tankih slojeva sedimenta nastalih između pre 4,7 i 3,3 miliona godina, što ukazuje na ponovljene deglacijacijske epizode u razmacima od hiljada do desetina hiljada godina.

Modeli i posledice

Kombinovanjem hemijskih podataka sa kompjuterskim modelima, prikazano je kako je pri povlačenju leda unutrašnjost Antarktika prelazila u arhipelagski pejzaž ostrva prekrivenih manjim ledenim kapama, dok su obale doživljavale dramatične promene. Amundseno more je u tim periodima bilo gušće od santova, a glečerski otoci su dostavljali velike količine krupnog materijala na morsko dno.

Drilling cores show important markers of events during the Pliocene age: At right, the red arrow marks a layer of volcanic ash erupted from a West Antarctic volcano roughly 3 million years ago. At left is a section illustrating thin layers of mud marking the onset of glacial conditions. It overlies a thick bed of pebbly material dropped from icebergs during interglacial conditions. The white box marks the narrow zone containing the unique isotopic signature.IODP Expedition 379, JOIDES Resolution Science Operator,CC BY

Povlačenje masivnog leda oslobađa pritisak na zemljinu koru, što dovodi do brzog podizanja, pojačava seizmičnost i može aktivirati vulkansku aktivnost—fenomen viđen i u drugim deglacijacijskim regijama sveta. U jezgrima je takođe identifikovan sloj vulkanskog pepela star oko 3 miliona godina, što je dodatni znak pojačane vulkanske aktivnosti u periodima deglacijacije.

„Katastrofalna geologija“ — šta to znači

Gubitak leda i nagli odziv kopna izazivaju lavine, masovne odrone, podvodne kolapse na kontinentalnom šelfu i cunamije. U prošlosti su takvi nagli događaji dovodili do opsežnih promena na reljefu i obalama; naše analize pokazuju da su se u Zapadnoj Antarktici ovi procesi događali više puta i vrlo brzo u geološkom smislu. Zato naučnici koriste termin "katastrofalna geologija" za kombinovane i nagle efekte koji prate masivne deglacijacije.

Šta ovo znači za budućnost

Podaci sugerišu da budući kolaps zapadnoantarktičkog ledenog pokrivača verovatno neće biti jednostavan, postepen proces, već niz brzih prelaza koji će lokalno provocirati zemljotrese, vulkanske erupcije, klizišta i tsunamije — sa dalekosežnim posledicama za okeanske struje, nivo mora i biosferu. Otvaranje novih morskih prolaza može dovesti i do brze promenе ekosistema: cvetanje algi oko santova, priliv morskih organizama i kolonizacija oslabljenih kopnenih površina mahovinom i obalnim biljkama.

Zaključak: Analize sedimenata Amundsena i modeli pokazuju da je Zapadna Antarktika u prošlosti doživljavala višestruke i brze deglacijacije praćene geološkom "haosom". Kada se led sledeći put povuče, slični brzi i snažni geološki procesi verovatno će se ponoviti.

Autori i finansiranje: Rad je zasnovan na istraživanjima Christine Siddoway (Colorado College), Anna Ruth (Ruthie) Halberstadt (The University of Texas at Austin) i Keiji Horikawa (University of Toyama). Projekat je podržan kroz IODP i više državnih istraživačkih grantova (NSF, JSPS KAKENHI itd.).