Příčina tání ledovců v Antarktidě - teplo z hlubin
Jedním z výrazných projevů klimatických změn je tání ledovců. 90 % veškerého ledu na planetě je soustředěno v Antarktidě, kde mizí nejrychleji. Méně je však známo, že ledovce v Antarktidě tají odspodu [1, 2, 9-14]. Čím je to způsobeno?
Tání antarktického ledu
Měření tloušťky ledové pokrývky pomocí satelitních výškoměrů od 90. let vykazují největší úbytek ledu na ledovcích Pine Island a Thwaites, které se nacházejí v západní Antarktidě, zatímco ledovce ve východní Antarktidě zaznamenaly od 90. let nárůst ledu (obr. 1, 2).
Obr. 1: Hmotnostní změna a přírůstek hladiny moře v jednotlivých oblastech.
Zdroj: Shepherd a kol. 2019 https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019GL082182
Tání ledu v Antarktidě tedy probíhávýlučně v západní části, zatímco na východě jsou zaznamenávány rekordní zimy a nárůsty ledu [4]. Vzniká logická otázka: proč Antarktidataje jen na jedné straně?
Obr. 2: Ztráta hmoty z Antarktidy (2003 až 2019).
Zdroj: Smith a kol. 2020 https://www.science.org/doi/10.1126/science.aaz5845
Geologie Antarktidy
Geologové dobře vědí, že Západní Antarktida je relativně mladý kontinent s tenkými bloky zemské kůry, které jsou od sebe odděleny velkými tektonickými zlomy – riftovými zónami. V těchto zónách se uvolňuje velké množství tepla.Naopak východní část Antarktidy je tvořena silnou, masivní deskou. [5]
Obr. 3: Mapa tloušťky litosféry (hranice litosféra-astenosféra) antarktické desky.
Zdroj: An a kol. 2015 http://www.seismolab.org/model/antarctica/lithosphere/index.html
Více než 140 sopek v západní Antarktidě
Antarktida je podle vulkanologů také aktivní vulkanickou oblastí. Pod ledem Antarktidy bylo objeveno jižvíce než 140 sopek. Všechny se nacházejív západní části Antarktidy a většina z nich je v místech, kdetají ledovce. [7, 8]
Obr. 4: Mapa Antarktidy zobrazující rozložení sopek. Jen malý počet je aktivní.
Zdroj: Smellie 2020 https://www.antarcticglaciers.org/glacial-geology/antarctic-ice-sheet/subglacial-volcanoes/
Geologicky nejaktivnější část Antarktidy je sopečný komplex Mount Erebus. Mount Erebus je nejvyšší aktivní sopka v Antarktidě, v jejím blízkém okolí se nacházejí další 3 neaktivní sopky (vrchy): Mount Terror, Mount Bird a Mount Terra Nova.
Obr. 5: Erupce Mount Erebus a Mount Byrd v dálce.
Zdroj: Smellie 2020 https://www.plateclimatology.com/more-proof-that-geologic-forces-are-melting-thwaites-and-pine-island-glaciers
Obr. 6: Obrázek znázorňující erupci malé sopky pod ledovou pokrývkou, hlavní vytvořené typy hornin, jezero s roztátou vodou a hlavní únikové cesty roztáté vody.
Zdroj: Smellie 2020 https://www.antarcticglaciers.org/glacial-geology/antarctic-ice-sheet/subglacial-volcanoes/
Seismologové z NASA objevili pod západní Antarktidou obrovskýmagmatický plášťový chochol Mary Byrdové [9]. Jedná se o vysoce aktivní geologický prvek, který vytvořil a stále pohání 100 aktivních nebo poloaktivních subglaciálních sopek. Polovina těchto subglaciálních sopek se nachází přímo pod takzvanými ledovci soudného dne - Pine Island a Thwaites [10].
Ledovce soudného dne
V Antarktidě nejvíce tají dva ledovce - Pine Island a Thwaites. Glaciologové jim říkají ledovce soudného dne, protože tyto masivní ledovce se už nyní rozpouštějí vysokou rychlostí a významně přispívají ke zvyšování hladiny moří. Nejvíce znepokojující je jejich zásadní poloha uprostřed západoantarktického ledového štítu. Kdyby se tyto ledovce celé roztály, množství teplé mořské vody by začalo tát další významné ledovce a nastal by kaskádový efekt tání, který by mohl zvýšit hladinu moří až o tři metry. [20]
Četné studie z posledních let ukazují, že právě pod těmito ledovci dochází ke zvýšenému tepelnému toku, který stoupá z podpovrchových vrstev [12, 13, 14]. V oblasti ledovce Pine Island vědci identifikovali jednu aktivní subglaciální sopku, 2 nedávno vybuchlé a 6 dalších poloaktivních subglaciálních sopek. V oblasti ledovce Thwaites bylo identifikováno několik desítek poloaktivních subglaciálních sopek [10, 11].
Obr. 7: Změna tloušťky ledové vrstvy Antarktidy v letech 1992–2017. Největší ztráty na tloušťce ledu jsou označeny červenou barvou. Obrysy tří regionálních subglaciálních geologických oblastí jsou vyznačeny červenou barvou.
Zdroj: Obrázek NASA, většina označování Kamis 2019 https://www.plateclimatology.com/geological-hotspot-melting-pine-island-and-thwaites-glaciers-not-global-warming
Navíc tyto dva ledovce sousedí s mnoha dalšími ledovci, které neztrácejí tloušťku tak rychle. To ukazuje, že geologické prvky pod Pine Island a Thwaites vyzařují výrazně větší tok tepla pravděpodobně v důsledku sopečných erupcí.
Obr. 8: Obrys ledovců Pine Island a Thwaites (modře šrafované oblasti). Subglaciální sopky magmatického plášťového chochola Mary Byrdové, které se nacházejí přímo pod těmito ledovci (barevné kruhy, větší kruhy jsou větší sopky, barva kruhu označuje faktor spolehlivosti identifikace sopky).
Zdroj: Kamis 2020 https://www.plateclimatology.com/more-proof-that-geologic-forces-are-melting-thwaites-and-pine-island-glaciers
Podle Barlettu a kol. (2018) se oblast pod Pine Islandem velmi rychle zvedá, až 4 cm za rok, což je výrazně nad normální rychlostí a vysvětlují to zvedáním skalního podloží, ke kterému dochází, když se hrubý ledový sloup značně zredukuje nebo zcela odstraní roztáním[15]. Vzhledem k abnormální míře nárůstu podloží oproti normálu je však pravděpodobné, že rychlý nárůst nadmořské výšky v oblasti magmatického chocholu Mary Byrdové je způsoben vzestupným působením geologických sil a ne ústupem ledovců.
Stručně řečeno, Pine Island a Thwaites, takzvané ledovce soudného dne, tají v důsledku subglaciálního tepelného toku emitovaného aktivními geologickými prvky.
Ohřívání Weddellova moře
Hned vedle západní Antarktidy se nachází další anomální tepelná zóna. Němečtí oceánografové zjistili, že ve Weddellově moři u pobřeží západní Antarktidy se voda v hloubce více než 2 000 metrů otepluje pětkrát rychleji než na povrchu, zatímco horních 700 metrů se téměř neoteplilo [16].To je další skutečnost, která ukazuje, že ohřívání přichází zespodu, zevnitř.
Weddellovo moře je ze všech stran ohraničeno vulkanickými strukturami, které v současnosti vykazují anomální aktivitu, jednou z nich je oblast v Bransfieldově průlivu. V roce 2020 zde bylo za pouhých šest měsíců zaznamenáno 85 000 zemětřesení [17]. Pro srovnání, v roce 2020 bylo na celém světě zaznamenáno více než 350 000 zemětřesení[18].
Mezinárodní tým výzkumníků uvedl, že roj byl nejintenzivnějším zemětřesením, jaké kdy bylo v regionu zaznamenáno. Roj se vyskytl okolo Orca Seamount, podmořské sopky, kterou vědci dříve považovali za neaktivní. Dvě největší zemětřesení v sérii byla zemětřesení s magnitudou 5,9 v říjnu 2020 a zemětřesení s magnitudou 6,0 v listopadu. Po listopadovém zemětřesení se seismická aktivita oslabila. Zdá se, že otřesy posunuli zemi na Ostrově krále Jiřího o 11 centimetrů. Vědci předpokládají, že pohyb magmatu do kůry je z velké části zodpovědný za dramatický posun země. Průměrná hloubka ohniska zemětřesení byla 8 km, zřídka přesahovala 15 km, tedy zdá se, že magma tlačící se do zemské kůry je již blízko povrchu. Je pravděpodobné, že při posledním zemětřesení s magnitudou 6 došlo k podmořské erupci, která následně uvolnila tlak magmatu, zatím však není přímý důkaz o erupci.[19]
Tento intenzivní roj zemětřesení vulkanického původu, který zde dosud nebyl zaznamenán, tedy naznačuje, že sopečná činnost pod západní Antarktidou se v poslední době nevídaně aktivuje a magma již dosahuje povrchu.
[1] https://www.sciencedaily.com/releases/2014/06/140609153425.htm
[2] https://www.livescience.com/46194-volcanoes-melt-antarctic-glaciers.html
[3] Shepherd a kol. 2019: Trends in Antarctic Ice Sheet Elevation and Mass
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2019GL082182
[4] Smith a kol. 2020: Pervasive ice sheet mass loss reflects competing ocean and atmosphere processes https://www.science.org/doi/10.1126/science.aaz5845
[5] Grikurov GE & Leychenkov GL 2012: Tektonická mapa Antarktídy http://neotec.ginras.ru/neomaps/M100_Antarctic_2012_Tectonics.jpg
[6] An a kol. 2015: Crust/Lithosphere model (AN1) of the Antarctic Plate http://www.seismolab.org/model/antarctica/lithosphere/index.html
[7] de Vries a kol. 2017: A new volcanic province: an inventory of subglacial volcanoes in West Antarctica https://www.lyellcollection.org/doi/pdf/10.1144/SP461.7
[8] Smellie 2020: Subglacial volcanoes https://www.antarcticglaciers.org/glacial-geology/antarctic-ice-sheet/subglacial-volcanoes/
[9] Seroussi a kol. 2017: Influence of a West Antarctic mantle plume on ice sheet basal conditions https://www.researchgate.net/publication/318832027_Influence_of_a_West_Antarctic_mantle_plume_on_ice_sheet_basal_conditions
[10] Kamis 2020: More Proof That Geological Forces are Melting Thwaites and Pine Island Glaciers https://www.plateclimatology.com/more-proof-that-geologic-forces-are-melting-thwaites-and-pine-island-glaciers
[11] Kamis 2019: ’Hotspot’ Melting Pine Island and Thwaites Glaciers, Not Global Warming
[12] Loose a kol. 2018: Evidence of an active volcanic heat source beneath the Pine Island Glacier https://www.researchgate.net/publication/325931537_Evidence_of_an_active_volcanic_heat_source_beneath_the_Pine_Island_Glacier
[13] Damiani a kol. 2014: Variable crustal thickness beneath Thwaites Glacier revealed from airborne gravimetry, possible implications for geothermal heat flux in West Antarctica
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X14005780
[14] Dziadek a kol. 2021: High geothermal heat flow beneath Thwaites Glacier in West Antarctica inferred from aeromagnetic data https://www.researchgate.net/publication/353983763_High_geothermal_heat_flow_beneath_Thwaites_Glacier_in_West_Antarctica_inferred_from_aeromagnetic_data
[15] Barletta a kol. 2018: Observed rapid bedrock uplift in Amundsen Sea Embayment promotes ice-sheet stability science.org/doi/10.1126/science.aao1447
[16] Strass a kol. 2020: Multidecadal Warming and Density Loss in the Deep Weddell Sea, Antarctica https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/33/22/jcliD200271.xml
[17] Cesca a kol. 2022: Massive earthquake swarm driven by magmatic intrusion at the Bransfield Strait, Antarctica https://www.nature.com/articles/s43247-022-00418-5.pdf
[18] https://www.volcanodiscovery.com/earthquakes/archive/2020.html
[19] https://www.livescience.com/earthquake-swarm-antarctica-underwater-volcano
Přidat komentář