Bevis för subglaciala sjöar

July 12, 2017 Glacial reträtt accelererade på grund av smältvattensjöar under Antarktis istäcke

Isen i Antarktis var mycket tjockare och sträckte sig längre till havs under den senaste istiden än den gör idag. Forskare har spekulerat i att subglaciala sjöar fanns under isen. Ett internationellt team av forskare har nu framgångsrikt tagit prov på de metertjocka sedimentskikten som lämnats efter av dessa samtida sjöar på havsbotten. Detta är resultatet av en studie av Gerhard Kuhn och kollegor, som nyligen publicerades i tidskriften Nature Communications.

Hundratals subglaciala sjöar finns för närvarande under det antarktiska inlandsisen, där Vostoksjön är den största och mest kända. Att utforska dessa sjösystem, som har varit inneslutna i tusentals år, innebär många utmaningar. Forskare måste till exempel hålla sig till strikta miljörestriktioner för att undvika att förorena sjöarna med något från ytan.

Ryska forskare har bara samlat in prover genom att noggrant borra i ytisen på sjön Vostok och bara testa vattnet som rann ut ur borrhålet innan det omedelbart frystes igen. Nu har ett team av forskare under ledning av maringeologen Dr Gerhard Kuhn från Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) tillhandahållit entydiga bevis, i form av porvattenanalyser, för förekomsten av en tidigare subglacial sjö på den antarktiska kontinentalsockeln.

Under expeditioner till Amundsenhavet med Research Icebreaker Polarstern 2006 och 2010 samlade AWI-forskare och deras internationella kollegor sedimentkärnor som de nu bekräftar är från subglaciala sjöar.

"Kärnorna, som är upp till tio meter långa, samlades in på ett vattendjup av 750 meter. Sjösedimenten ligger för närvarande begravda under ett fyra meter tjockt lager av marint sediment på havsbotten ", rapporterar Kuhn.

De hämtades från dalar på havsbotten som låg under det antarktiska inlandsisen i jordens avlägsna förflutna.

"Vi har nu verifierat att det under den senaste istiden också fanns subglaciala sjöar under en massivt tjock inlandsis i Pine Island Bay i södra Amundsenhavet. Isen där har nu dramatiskt dragit sig tillbaka , vilket gjorde det möjligt för oss att prova palaeosjösediment ombord på Polarstern,", säger Dr Kuhn.

Kloridhalten i porvattnet som en indikator på dess salthalt mättes. I de nedre delarna av vissa sedimentkärnor var den extremt låg: ett tydligt tecken på sötvatten, som härstammar från sjöar under isen. De unika sediment som teamet samlade in ger nu ett arkiv över förändrade miljöförhållanden i Antarktis och täcker en tidsperiod från nutid till det sista istidsmaximum (mer än 20 000 år sedan), när den globala havsnivån var ungefär 130 meter lägre än idag. Dessa sjösediment innehåller komponenter som är praktiskt taget omöjliga att datera, vilket minskar forskarnas förmåga att uppskatta deras ålder.

"Vi vet dock att Pine Island Glacier för ungefär 11 000 år sedan drog sig tillbaka och tunnades ut, vilket fick den rörliga isen att flyta på havet som en ishylla. Som ett resultat av detta blev sjöarna som var tidigare täckt av glaciärer försvann ut i havet, när det svämmade över den antarktiska kontinentalsockeln. Endast avtrycket av sjöarna i form av djupa bassänger och sediment fanns kvar, vilket vi nu har undersökt," säger Dr Claus-Dieter Hillenbrand från British Antarctic Survey.

Satellitövervakning visar att rörelsen av vatten från en sjö till en annan kan få glaciärer som dränerar Antarktis istäcke att röra sig snabbare.

"Denna aspekt måste beaktas i modeller utformade för att göra förutsägelser om framtida beteende och dynamik hos ismassorna, och med dem, i vilken grad havsnivån kommer att stiga," förklarar AWIs maringeolog Kuhn.

Enligt en andra studie, som Kuhn bidrog till och publicerades i Nature Communications den 17 mars 2017, tillade han: "Vi har all anledning att tro att det finns fler subglaciala sjöar i Antarktis – och mer så under den senaste istiden – än vad som tidigare antagits. Dessutom reagerade istäcken som de på den subantarktiska ön South Georgia och inlandsisar mycket känsligare och snabbare på klimatförändringar än vad som tidigare antagits."

Dessa studier möjliggjordes av ett nära samarbete mellan Alfred Wegener Institute och andra forskare från British Antarctic Survey (BAS), University of Utrecht, Lamont-Doherty Earth Observatory vid Columbia University (USA), och universiteten i Bremen och Leipzig.