Ciepło z geotermii roztapia lodowiec

Topnienie lodu z lodowca Thwaites na Antarktydzie Zachodniej odpowiada obecnie za około cztery proc. globalnego wzrostu poziomu mórz, a wartość ta może jeszcze wzrosnąć. Żaden inny antarktyczny lodowiec nie topnieje tak szybko.

Do niedawna eksperci przypisywali kurczenie się tego lodowca zmianom klimatycznym oraz faktowi, że w wielu miejscach spoczywa on na dnie morskim i wchodzi w kontakt z masami ciepłej wody. Jak się jednak okazało, do tych dwóch czynników dołączył też trzeci – ciepło geotermalne.

Niemiecko-brytyjski zespół naukowców wykazał, że duża ilość ciepła dociera do lodu od spodu, z wnętrza Ziemi, prawdopodobnie ułatwiając jego ślizganie się po podłożu. Lodowiec leży bowiem w rowie tektonicznym, gdzie skorupa ziemska jest znacznie cieńsza niż w sąsiedniej Antarktydzie Wschodniej.

W przeciwieństwie do Antarktydy Wschodniej, Antarktyda Zachodnia jest regionem młodym geologicznie. Nie jest także dużą, ciągłą masą lądową (gdzie skorupa ziemska ma do 40 km grubości), ale składa się z kilku małych, najczęściej stosunkowo cienkich bloków skorupy ziemskiej, oddzielonych od siebie szczelinami. W niektórych miejscach skorupa ziemska ma tylko 17 do 25 kilometrów grubości, dlatego znaczna część podłoża leży od jednego do dwóch kilometrów poniżej poziomu morza i dociera do niej wiele ciepła z wnętrza Ziemi.

Eksperci z Instytutu Alfreda Wegenera, Centrum Badań Polarnych i Morskich im. Helmholtza (AWI) oraz British Antarctic Survey (BAS) przedstawili swoją nową mapę przepływu ciepła geotermalnego w leżącej pod lodem części Morza Amundsena Zachodniej Antarktyki.

– Nasze pomiary pokazują, że tam, gdzie skorupa ziemska ma tylko 17 do 25 kilometrów grubości, pod lodowcem Thwaites może wystąpić przepływ ciepła geotermalnego do 150 miliwatów na metr kwadratowy. Odpowiada to wartościom odnotowanym w obszarach Niziny Górnoreńskiej i we wschodnioafrykańskiej dolinie ryftowej – mówi geofizyk AWI i pierwsza autorka badania, dr Ricarda Dziadek.

Na podstawie uzyskanych danych geofizycy nie są w stanie określić, w jakim stopniu ciepło geotermalne ogrzewa dolną część lodowca. – Temperatura na spodzie lodowca zależy od wielu czynników – na przykład od tego, czy grunt składa się ze zbitej, litej skały lub z metrów osadu nasyconego wodą. Woda bardzo skutecznie przewodzi unoszące się ciepło. Ale może również odprowadzać energię cieplną, zanim dotrze ona do spodu lodowca – wyjaśnia współautor i geofizyk AWI, dr Karsten Gohl.

Tak czy inaczej, przepływ ciepła może być kluczowym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jeśli chodzi o przyszłość lodowca Thwaites. Według Gohla „duża ilość ciepła geotermalnego może na przykład prowadzić do tego, że spód lodowca przestanie zamarzać całkowicie lub do ciągłego tworzenia się filmu wody na jego powierzchni. W obu przypadkach masy lodu łatwiej przesuwałyby się po podłożu. Jeśli dodatkowo zostanie utracony efekt hamowania lodowca szelfowego, co można obecnie zaobserwować na Antarktydzie Zachodniej, przepływ lodowców może znacznie przyspieszyć z powodu zwiększonego ciepła geotermalnego”.

Nowe mapy przepływu ciepła geotermalnego oparte są na różnych geomagnetycznych danych terenowych z Antarktydy Zachodniej, które naukowcy zebrali i przeanalizowali przy użyciu złożonej procedury.

– Wnioskowanie o przepływie ciepła geotermalnego z danych dotyczących pola magnetycznego jest wypróbowaną i przetestowaną metodą, stosowaną głównie w regionach, o których charakterystyce geologicznej niewiele wiadomo – wyjaśnia Fausto Ferraccioli z British Antarctic Survey i Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale (OGS), jeden ze współautorów badania.

Eksperci wkrótce przekonają się, jak trafna jest ich nowa ocena przepływu ciepła pod lodowcem Thwaites. Międzynarodowy zespół pod przewodnictwem brytyjskich i amerykańskich ekspertów polarnych, w którym uczestniczy również AWI, jest obecnie zaangażowany w duży projekt badawczy. Planowane jest zbieranie próbek rdzeniowych aż do podłoża lodowca i wykonywanie odpowiednich pomiarów przepływu ciepła.