西南極の流れの速い氷流の下で、科学者たちは、何千年もの間そこに閉じ込められている可能性が高い海水で溢れる広大な帯水層を発見しました。
科学者が氷流の下の地下水を検出したのはこれが初めてです 南極大陸、そして発見は、極寒の大陸がどのように反応するかについての私たちの理解を再形成する可能性があります 気候変動 そして、その多くの棚氷の下にはどんな種類の不思議な生物が潜んでいますか。
新しく発見された地下水システムは、多孔質の堆積物で構成され、水で飽和した巨大なスポンジと考えることができます、と、コロンビア大学のラモントドハティアースの元地球物理学者である埋没帯水層に関する新しい研究の筆頭著者であるクロエD.天文台で、現在はカリフォルニア大学サンディエゴ校のスクリップス海洋研究所に拠点を置いています。 「私たちが観察する「スポンジ」は、0.5キロメートルから約2キロメートルの厚さです。 [0.3 to 1.2 miles]、それでかなり深い」と彼女はライブサイエンスに語った。
グスタフソンと彼女の同僚は、かなりの 帯水層 木曜日（5月5日）にジャーナルに掲載されたレポートで 化学。 帯水層は、氷底湖と呼ばれる氷底湖と同じ氷流の下にあります。この湖は、氷の下約2,625フィート（800メートル）の浅い深さにあります。
「私にとって最も驚くべき結果は、帯水層内に保持されている膨大な量の水です」と、ジョージア工科大学地球大気科学部の氷河地球物理学者であるウィニー・チュー氏は述べています。 著者らは、巨大な帯水層が棚氷の底にある湖や川の浅いシステムに含まれる水の量の10倍以上を保持していると推定しました。 この浅いシステムには、面積が20平方マイル（60平方キロメートル）で深さが約7フィート（2.1 m）のウィラン湖が含まれます。
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「地球のMRI」
科学者たちは長い間、巨大な帯水層が南極の氷の下に隠れているのではないかと推測してきました。これは、大陸の氷流と氷河が、水が浸透できるはずの浸透性堆積物の層の上を滑るようになっているためです。 しかし、これまで、技術的な制限により、研究者はそのような深い水文システム、つまり水で構成されたシステムの直接的な証拠を収集することができなかったと彼女は説明しました。 代わりに、研究は氷河や棚氷の基部またはその近くで見つかった比較的浅い湖や川に焦点を合わせました。
これらの浅いシステムを越えて下の隠れた深さを覗き込むために、グスタフソンと彼女の同僚は「マグネトテルリックイメージング」と呼ばれる技術を使用しました。 彼らは、西南極のウィランズ氷流から測定を行いました。これは、厚さが約0.5マイル（0.8 km）で、近くのロス棚氷に向かう流れの中で1日あたり約6フィート（1.8メートル）移動する氷の移動帯です。
マグネトテルリックイメージングは 電磁 地球と相互作用する太陽風によって生成されたフィールド 電離層 —上層大気中の分子と荷電粒子の密な層。 太陽風が電離層に当たると、それらは内部の粒子を励起し、地球の表面を貫通する移動する電磁場を生成します。 次に、これらの移動する磁場は、氷、雪、堆積物に二次磁場を誘発します。マグネトテルリック機器が測定するのは、これらの二次磁場です。 チームはこれらの機器を雪の浅い穴に埋め、氷流のおよそ4ダースの異なる場所からデータを収集しました。
「これらの二次的な分野は、特に地質学と水文学と密接に結びついています」。つまり、氷は堆積物とは非常に異なって見え、塩水は淡水とは異なって見えます。 「これは地球のMRIを撮るようなもので、私たちの信号は地球の磁場と相互作用する太陽から来るだけです」と彼女は言いました。
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他の科学者チームは、以前に南極でこのメガMRIを使用して、地球の地殻と上部マントルを調べていました。 ジャーナルの2019年のレビューによると、これらの研究は早くも1990年代に始まりました。 地球物理学の調査。 代わりに、グスタフソンのチームは、小川の基部から約3マイル（5 km）の深さまで、より浅い深さから測定を行いました。 そこで彼らは、最も深いところに信じられないほど塩辛い海水があり、スポンジが氷流に近づいた最も浅い部分の近くに淡水がある、厚い堆積物のスポンジを発見しました。
この勾配は、浅い氷底システムが深層帯水層につながっていること、そして両方が上の氷の流れに影響を与える可能性が高いことを示唆している、とグスタフソン氏は述べた。 「現時点では、帯水層が氷底水文学と時々水を交換できるのか、それとも一方向の移動であるのかは明らかではありません」。時間、チューは言った。
シナリオに応じて、帯水層は氷底システムに定期的に水を注入することによって氷流を潤滑している場合もあれば、システムから水を除去している場合もあります。 これらのダイナミクスは両方とも、上の氷流の流れに影響を与えるだろうとチュー氏は付け加えた。
グスタフソン氏によると、深いシステムと浅いシステムの間の水の交換は、氷流の下でどのような種類の微生物が成長し、それらの微生物がどのように生き残るかに影響を与える可能性もあります。 これは、帯水層と相互接続された湖や川を通る液体の水の流れが、生態系を通る栄養素の流れを促進するためです。 さらに、塩水から淡水への勾配は、どのような種類のものを形成します 微生物 それぞれの環境で生き残ることができます。
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帯水層の深部で最も塩分の多い水について、著者らは、完新世中期の温暖な時期に、約5、000〜7、000年前に水が海から地下水系に流れ込んだ可能性があると仮定しました。 時代 西南極氷床が後退していたとき。 その後、「氷床が進むにつれて、厚い氷の存在が海底への海のアクセスを遮断し、残りの海水はウィランズ氷流の下の地下水として封印された」とチューは書いた。 研究の解説、5月5日にScienceでも公開されました。
ウィランズ氷流の下の帯水層が最初に検出されましたが、研究チームは、そのような水文システムが南極のすべての氷流の下にあると考えており、発見されるのを待っています。 グスタフソン氏によると、これらの地下水システムは「氷床の内部まで数百キロメートルも遡る」可能性が高いという。 次のステップは、大陸の他の場所でそのようなシステムの証拠を収集し、それらがウィランで見つけたものを他の地域と比較することです。
特に、急速に薄くなるスウェイト氷河の下の帯水層は、「終末の氷河“— Whillansの下のものとは異なり、これらの深いシステムは上の氷の流れと融解にどのように影響しますか？現在の氷の流れのモデルはそのような帯水層を考慮していないため、今後の興味深い研究分野になるでしょう。グスタフソンは言った。
「地下水水文学が南極大陸への気候変動の影響をどのように変えるかについて具体的なことを言う前に、地下水水文学と残りの氷床水文学との相互関係について学ぶ必要がある」とチュー氏は述べた。
もともとはLiveScienceで公開されました。
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