En gammal stenig struktur som finns i hjärtat av Ross-ishyllan hjälper till att bestämma var Antarktis is smälter och var den förblir fast och fryst.
Strukturen är en gammal tektonisk gräns, som antagligen bildades under den antarktiska kontinentens födelse eller kort därefter. Enligt ny forskning som publicerades 27 maj i tidskriften Nature Geoscience, skyddar denna gräns ishyllans jordlinje, den punkt där den är tjock nog att sträcka sig hela havsbotten. Geologin som skapas av gränsen håller varmt, smältfrämjande havsvatten borta från den delen av hyllan. Men havcirkulationen som drivs av samma geologi driver intensiv sommarsmältning längs hyllans östkant.
"Vi kunde se att den geologiska gränsen gjorde havsbotten på östra Antarktis sida mycket djupare än väst, och det påverkar hur havsvattnet cirkulerar under ishyllan," studerar studieledaren Kirsty Tinto, forskare vid Lamont-Doherty Earth Observatory vid Columbia University, sade i ett uttalande.
Ross Ice Shelf
Ross-ishyllan är en yta på 480 000 kvadratkilometer i området och hundratals fot tjock. Isen flödar på hyllan från de landbaserade is- och västantarktiska isarken. För närvarande är ishyllan stabil, skrev Tinto och hennes kollegor i Nature Geoscience, men geologiska och marina register visar att det har kollapsat i det avlägsna förflutna.
För att förstå isens dynamik, använde Tinto och hennes kollegor data från ett flygbaserat verktyg som heter IcePod, som innehåller instrument som samlar information om ishyllans tjocklek och struktur samt instrument som upptäcker magnetiska och gravitationsanomalier från berget bakom ishyllan. Magnetiska mineraler, till exempel, som finns i magma och annat stenigt material under Antarktis, kan ändra magnetfältavläsningarna på dessa fläckar, medan undersjöens topografi kan påverka gravitationsavläsningarna. Med dessa data rekonstruerade forskarna en karta över ishyllan och berget under.
De hittade en skarp övergångszon som skär isen. Om Antarktis var ett hjul, skulle gränsen se ut lite som en ekta, som härstammar från en plats lite utanför centrum. Denna övergångszon är faktiskt gränslinjen mellan västantarktikens geologi och östra Antarktis. I väster är klipporna en kombination av sedimentär och magmatisk, som har bildats från tektoniska växelverkan, i sammanflödet av en oceanisk och tektonisk platta. Östra Antarktis är forntida kontinentalt material som kallas kraton.
Geologins inflytande
Den nyligen upptäckta tektoniska gränsen som halverar Ross-ishyllan är viktig eftersom den hjälper till att forma havsbotten under isen. I öster är havsbotten djupare, i genomsnitt 270 fot (670 meter). I väster är det genomsnittliga djupet 560 m (560 m).
Forskarna använde en datormodell för att visa hur havsvatten cirkulerar, med tanke på denna nya geologiska kunskap. Den goda nyheten är att havsbottengeometri håller det mest varma havsvattnet borta från Ross-ishyllan. Istället ventilerar ett område med öppet hav som kallas Ross Shelf Polynya det varma, djuphavsvattnet och kyler det innan det kan rinna under ishyllan. Men det finns mycket issmältning längs ishyllans främre kant (där den möter havet), särskilt på sommaren. Den högsta sommarsmältan är nära Ross Island på östra Antarktis.
Så vad betyder allt för ett värmande Antarktis? I den närmaste framtiden bör ishyllans jordlinje (punkten vid vilken den kommer i kontakt med havsbotten) förbli stabil, åtminstone mot bakgrund av måttliga klimatförändringar, skrev forskarna. Men variationer i lokalt klimat kommer att ha stor inverkan på hur snabbt framkanten av ishyllan smälter. Dessa variationer kan inkludera minskningar av sjönisnedgångar eller minskning av molntäckningen, säger Laurie Padman, en seniorforskare vid Earth and Space Research i Oregon och studerar medförfattare.
"Vi fick reda på att det är dessa lokala processer som vi måste förstå för att göra sunda förutsägelser," sade Tinto.
