南極冰蓋下地殼熱量是冰川融化和流動的主要原因,以及它們對潛在海平面上升的影響。更熱的條件能讓融化的水潤滑冰川底部,加速了冰川移動和冰流失速度。然而,由於厚達幾公裡的冰進入基巖會帶來環境、後勤和財務方面的挑戰,因此從來沒有採取鑽芯樣品來直接測量冰蓋底部的溫度條件。所以科學家們假設南極洲地殼產生的熱量是一個固定值,就好像基巖是均勻的,而實際上它是高度可變的。
南澳大利亞大學的研究挑戰了這些假設,並表明科學家可能低估了南極洲東部基巖產生的熱量。在南澳大學地質與地球化學副教授Tom Raimondo的指導下,南澳大學博士生Alicia Pollett使用了澳大利亞地質科學/南澳能源與採礦部在南澳大利亞州遙遠西部一個名為庫姆帕納省的地區鑽探項目樣本,來估計南極洲東部的熱流,澳大利亞和東南極洲在1.6億年前是相連的。Assoc Raimondo教授表示:
研究結果表明,澳大利亞南部之前與南極洲相連的基巖所產生熱量具有顯著的變異性。因為東南極洲和澳大利亞南部曾經是同一塊大陸的一部分,幾乎就像是同一個拼圖拼圖的兩塊拼圖,所以可以很有信心地將澳大利亞海岸線的數據,外推到南極洲與之匹配的海岸線上,其研究為東南極洲的熱流提供了一個更可靠模型。這些研究結果表明,科學家們低估了南極洲東部巖石中自然發生輻射產生的熱量。
這意味著大片地區可能比之前想像的更容易受到冰蓋移動和加速融化的影響。冰原下面的巖石產生熱量,因為它們含有少量的鈾、釷和鉀元素,這些元素經歷自然放射性衰變釋放熱量。南澳大學博士生Alicia Pollett表示:研究結果將使科學家能夠更準確地估計南極地殼地熱流動對上面冰的影響,這是朝著更具代表性南極地殼熱流圖邁出的第一步,這將有助於科學界更準確地預測冰川融化導致的海平面上升。
儘管目前還不可能獲取南極洲基巖的巖芯樣本,但冰川本身在暴露底部巖石方面起到了有用的作用。冰川在穿過地貌時會拾取巖石,並最終將它們作為碎片沉積在邊緣和末端。這些樣品,包括道格拉斯·莫森爵士在1911年至1914年帶領探險隊收集的一些樣品,使科學家們能夠開發出一種「虛擬鑽芯」,可以用來幫助計算熱流圖。下一個目標是製作一張基於網絡的地圖,其中包含數十年來南極洲研究的所有已發表和遺留地質數據彙編,並使其可供所有研究人員使用。
博科園|研究/來自:南澳大利亞大學
參考期刊《Geochemistry, Geophysics, Geosystems》
DOI: 10.1029/2019GC008418
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