دانشمندان به تازگی یک سفره آبی وسیع از آب دریای باستانی در زیر قطب جنوب پیدا کردند

دانشمندان به تازگی یک سفره آبی وسیع از آب دریای باستانی در زیر قطب جنوب پیدا کردند

در زیر یک جریان یخی سریع در غرب قطب جنوب، دانشمندان یک سفره آب وسیع پر از آب دریا را کشف کرده‌اند که احتمالاً هزاران سال در آنجا محبوس بوده است.

 

این اولین بار است که دانشمندان آب زیرزمینی را در زیر یک جریان یخ در قطب جنوب، و این کشف می تواند درک ما را از نحوه واکنش قاره سرد به تغییر آب و هوا و چه نوع تغییر شکل دهد. موجودات اسرارآمیز در زیر قفسه های یخی متعدد آن کمین کرده اند.

کلوئه دی. گوستافسون، نویسنده ارشد مطالعه جدید روی آبخوان مدفون، که سابقاً یک ژئوفیزیکدان بود، گفت: سیستم آب زیرزمینی جدید را می توان به عنوان یک اسفنج غول پیکر، ساخته شده از رسوبات متخلخل و اشباع از آب در نظر گرفت. در رصدخانه زمین لامونت-دوهرتی دانشگاه کلمبیا و اکنون در مؤسسه اقیانوس‌شناسی اسکریپس در کالیفرنیا سن دیگو مستقر است.

“اسفنجی که مشاهده می‌کنیم بین نیم کیلومتر تا حدود دو کیلومتر ضخامت دارد [۰.۳ تا ۱.۲″ مایل‌ها]، بنابراین بسیار عمیق است،” او به Live Science گفت.

گوستافسون و همکارانش این قسمت بزرگ را توصیف کردند آبخوان در گزارشی منتشر شده در پنجشنبه (۵ مه) در مجله علم. این آبخوان در زیر همان جریان یخ مانند یک دریاچه زیر یخبندان به نام دریاچه ویلانز قرار دارد که در عمق کم‌تر، حدود ۲۶۲۵ فوت (۸۰۰ متر) زیر یخ قرار دارد.

“برای من، شگفت‌انگیزترین نتیجه این است که وینی چو، ژئوفیزیکدان یخچال های طبیعی در دانشکده زمین و علوم جوی موسسه فناوری جورجیا، که در این مطالعه دخالتی نداشت، گفت: «حجم بسیار آب موجود در آبخوان است.

نویسندگان تخمین زدند که این آبخوان عظیم بیش از ۱۰ برابر حجم آب موجود در سیستم کم عمق دریاچه ها و رودخانه های موجود در قفسه یخ را در خود جای می دهد. این سیستم کم عمق شامل دریاچه ویلانز است که ۲۰ مایل مربع (۶۰ کیلومتر مربع) مساحت و حدود ۷ فوت (۲.۱ متر) عمق دارد.

 

موارد مرتبط: تنوع غیر قابل تصوری از حیات در زیر قفسه یخی قطب جنوب کشف شد

‘MRI زمین’ 

دانشمندان مدت‌ها حدس می‌زدند که ممکن است سفره‌های زیرزمینی عظیمی در زیر آن پنهان شده باشد. چو گفت: یخ قطب جنوب، تا حدی به این دلیل که جریان‌های یخی و یخچال‌های طبیعی این قاره روی بستری از رسوبات تراوا می‌لغزند که آب باید بتواند به آن نفوذ کند.

با این حال، تا کنون، محدودیت‌های تکنولوژیکی مانع از جمع‌آوری شواهد مستقیم توسط محققان می‌شد. او توضیح داد که از چنین سیستم‌های هیدرولوژیکی عمیق، به معنی سیستم‌هایی که از آب تشکیل شده‌اند. در عوض، تحقیقات بر روی دریاچه‌ها و رودخانه‌های نسبتا کم‌عمق که در یا نزدیک پایه یخچال‌ها و قفسه‌های یخی یافت می‌شوند، متمرکز شد.

برای مشاهده فراتر از این سیستم‌های کم‌عمق به اعماق پنهان زیر، گوستافسون و همکارانش از تکنیکی به نام «استفاده کردند. تصویربرداری مغناطیسی”. آنها از جریان یخی Whillans در غرب قطب جنوب اندازه گیری کردند، یک کمربند یخی متحرک با ضخامت حدود ۰.۵ مایل (۰.۸ کیلومتر) و حدود ۶ فوت (۱.۸ متر) در روز در جریان خود به سمت قفسه یخی راس در نزدیکی آن حرکت می کند.

تصویربرداری مغناطیسی تلوریک متکی به میدان‌های الکترومغناطیسی است که توسط بادهای خورشیدی در تعامل با زمین یونوسفر – لایه متراکمی از مولکول ها و ذرات باردار الکتریکی در اتمسفر فوقانی.

 

هنگامی که بادهای خورشیدی به یونوسفر برخورد می کنند، ذرات درون را تحریک می کنند و میدان های الکترومغناطیسی متحرکی را ایجاد می کنند که به سطح زمین نفوذ می کنند. این میدان‌های متحرک سپس میدان‌های ثانویه را در یخ، برف و رسوبات القا می‌کنند و این میدان‌های ثانویه هستند که ابزارهای مگنتوتلوریک اندازه‌گیری می‌کنند. این تیم این ابزارها را در گودال های کم عمق در برف دفن کردند و داده ها را از تقریباً چهار دوجین مکان مختلف در جریان یخ جمع آوری کردند.

“این میدان های ثانویه واقعاً به طور خاص با زمین شناسی و هیدرولوژی مرتبط هستند.” گوستافسون گفت که ظاهر یخ با رسوبات، آب شور با آب شیرین و غیره متفاوت است.

“این مانند گرفتن MRI از زمین است و سیگنال ما فقط از تعامل خورشید با خورشید می آید. میدان مغناطیسی زمین،” او گفت.

مرتبط: کوه یخ عظیم از برخورد جلوگیری کرد با قفسه یخی قطب جنوب

تیم های دیگر دانشمندان قبلا از این ابر ام آر آی در قطب جنوب برای بررسی پوسته و گوشته بالایی زمین استفاده کرده بودند. این مطالعات از اوایل دهه ۱۹۹۰ شروع شد، بر اساس بررسی سال ۲۰۱۹ در مجله بررسی‌ها در ژئوفیزیک.

تیم گوستافسون، در عوض، اندازه‌گیری‌هایی را از عمق کم‌تر انجام دادند که از پایه گسترش می‌یابد. از رودخانه تا حدود ۳ مایل (۵ کیلومتر) پایین تر. در آنجا، آنها یک اسفنج ضخیم و رسوبی با آب دریای فوق‌العاده شور در عمیق‌ترین اعماق و آب شیرین در نزدیک‌ترین قسمت آن، جایی که اسفنج به جریان یخ نزدیک شد، کشف کردند.

 

گوستافسون گفت: این شیب نشان می‌دهد که سیستم‌های کم عمق و زیر یخچالی به سفره‌های زیرزمینی عمیق متصل می‌شوند و هر دو احتمالاً بر جریان یخ در بالا تأثیر می‌گذارند.

«در حال حاضر، مشخص نیست که آیا سفره زیرزمینی بتواند گهگاهی آب را با هیدرولوژی زیر یخبندان مبادله کند یا این انتقال یک طرفه است»، جایی که آب از جریان یخ به پایین می ریزد و سپس در آن ذخیره می شود. چو گفت که برای مدتی آبخوان وجود دارد.

بسته به سناریو، آبخوان ممکن است جریان یخ را با تزریق دوره ای آب به سیستم زیر یخچالی روان کند یا ممکن است آب را از سیستم خارج کند. چو اضافه کرد که هر دوی این پویایی‌ها بر جریان جریان یخ در بالا تأثیر می‌گذارند.

تبادل آب بین سیستم عمیق و سیستم کم‌عمق نیز می‌تواند بر انواع حیات میکروبی در زیر جریان یخ و نحوه رشد تأثیر بگذارد. گوستافسون گفت که آن میکروارگانیسم ها زنده می مانند. این به این دلیل است که جریان آب مایع از طریق سفره‌های زیرزمینی و دریاچه‌ها و رودخانه‌های به هم پیوسته بالا، جریان مواد مغذی را از طریق اکوسیستم هدایت می‌کند. به‌علاوه، شیب آب شور به آب شیرین، انواع میکروب‌ها را شکل می‌دهد که می‌توانند در هر محیطی زنده بمانند.

مرتبط: میکروب هایی که روی سنگ های خرد شده جشن می گیرند در دریاچه های پوشیده از یخ قطب جنوب

با توجه به شورترین آب در اعماق آبخوان، نویسندگان این فرضیه را مطرح کردند که احتمالاً آب از اقیانوس به سیستم آب زیرزمینی سرازیر شده است. حدود ۵۰۰۰ تا ۷۰۰۰ سال پیش، در یک دوره گرم در اواسط هولوسن دوران  زمانی که یخ های قطب جنوب غربی ورق در حال عقب نشینی بود.

سپس، “با پیشرفت مجدد صفحه یخ، وجود یخ غلیظ دسترسی اقیانوس به بستر را قطع کرد و آب باقیمانده دریا به عنوان آب زیرزمینی در زیر جریان یخ Whillans مهر و موم شد.” در یک commentary of the study, also published May 5 in Science.

آبخوان زیر جریان یخ Whillans اولین موردی است که شناسایی شده است، اما تیم تحقیقاتی مشکوک هستند که چنین سیستم های هیدرولوژیکی در زیر تمام جریان های یخی در قطب جنوب قرار دارند و فقط منتظر کشف هستند. گوستافسون گفت، این سیستم‌های آب زیرزمینی احتمالاً “صدها کیلومتر به داخل صفحه یخی گسترش می‌یابند.” گام بعدی جمع آوری شواهدی از چنین سیستم هایی در جاهای دیگر قاره و مقایسه آنچه که در Whillans یافتند با مناطق دیگر خواهد بود.

به طور خاص، چگونه ممکن است آبخوان در زیر یخچال طبیعی Thwaites که به سرعت نازک می شود – که به عنوان “یخچال روز رستاخیز” – با یخچال ویلانز متفاوت است، و این سیستم های عمیق چگونه بر جریان و ذوب یخ های بالا تأثیر می گذارند؟ گوستافسون گفت که مدل‌های کنونی جریان یخ در چنین سفره‌های زیرزمینی تاثیری ندارند، بنابراین این یک حوزه تحقیقاتی جالب در آینده خواهد بود.

“هنوز چیزهای زیادی وجود دارد که ما باید در مورد ارتباط متقابل بین هیدرولوژی آب زیرزمینی و بقیه هیدرولوژی ورقه یخی یاد بگیریم قبل از اینکه بتوانیم چیزی مشخص در مورد اینکه چگونه هیدرولوژی آب زیرزمینی ممکن است اثرات تغییر آب و هوا در قطب جنوب.

محتوای مرتبط:

نیمی از قفسه های یخی قطب جنوب به لطف گرمایش ممکن است در یک لحظه فرو بریزند

ریزش ناگهانی قفسه یخی قطب جنوب می تواند نشانه ای از اتفاقات آینده باشد

شکاف غول پیکر کوه یخ عظیمی را در قطب جنوب آزاد کرد

این مقاله در ابتدا منتشر شد توسط علم زنده. مقاله اصلی را اینجا بخوانید.

 

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.