Geologen haben Krustendeformationen als Reaktion auf dünner werdende Gletscher modelliert
Geologen haben Krustendeformationen als Reaktion auf dünner werdende Gletscher modelliert
Anonim

Wissenschaftler haben die Geschwindigkeit der glazioisostatischen Bewegungen der Erdkruste, die durch den Abbau des Erdeisschildes im 21. Das Abschmelzen des grönländischen Eisschildes bewirkt eine Hebung im Norden des eurasischen und nordamerikanischen Kontinents mit einer Geschwindigkeit von 1,0 bis 0,4 Millimeter pro Jahr. Die durchschnittlichen horizontalen Bewegungsraten reichen von 0,3 Millimeter pro Jahr im Norden Kanadas bis zu 0,05 Millimeter pro Jahr im Süden der Vereinigten Staaten und Europa. Die Forschung wird in Geophysical Research Letters veröffentlicht.

Seit der Jahrhundertwende ist die Degradation des Eisschildes der Erde sprunghaft angestiegen, wobei der Eisverlust durch Schilde an den Polen und Berggletscher um 57 Prozent zugenommen hat. Eine so großflächige Abschmelzung des Planeten beschleunigt nicht nur den Anstieg des Weltozeans, sondern verursacht auch eine Verformung der Erdkruste. Der Eisschild drückt die Lithosphäre in die darunter liegende viskose Asthenosphäre, und wenn das Eis schmilzt, versucht die Erdkruste, einen Gleichgewichtszustand wiederherzustellen. Es gibt einen Prozess der Glazioisostase, bei dem die vertikalen und horizontalen Bewegungen der Erdkruste die Gletscherlast kompensieren. Ein markantes Beispiel für Glazioisostase ist die Hebung von Fennoscandia nach dem Abbau des pleistozänen skandinavischen Eisschildes. Derzeit steigt der Norden des Bottnischen Meerbusens mit einer Rate von einem Zentimeter pro Jahr.

Die Entwicklung globaler Navigationssatellitensysteme ermöglichte es, die vertikalen Bewegungen der Kruste sowohl in der Nähe moderner Eisschilde als auch in deren Entfernung zu messen. Die horizontale Komponente der glazioisostatischen Bewegungen wurde jedoch selten berücksichtigt, obwohl sie die Hebungsrate in peripheren Regionen überschreiten kann.

Forscher in Australien und den Vereinigten Staaten unter der Leitung von Sophie Coulson von der Harvard University haben die Verformungsrate der Erdkruste modelliert, die sich aus Veränderungen der Eismasse auf dem Planeten ergibt. Geologen berücksichtigten sowohl vertikale als auch horizontale Bewegungen. Die Berechnungen der Verformungen basierten auf einem kugelsymmetrischen Modell der Erde, und die elastischen und dichten Strukturen des Planeten wurden durch das vorläufige Referenz-Erdmodell (PREM) spezifiziert. Verwendet wurden auch Satellitenaltimetriedaten von ICESat, die Monitoringdaten für die Massenbilanz der Antarktis, Grönlands Eisschilde und Gebirgsgletscher im Zeitraum von 2003 bis 2013 lieferten.

Berechnungsergebnissen zufolge bewirkt die Ausdünnung des grönländischen Eisschildes eine Hebung im Süden der gleichnamigen Insel mit einer Geschwindigkeit von drei Millimetern pro Jahr. In einer Entfernung vom Eisschild sinken die Vertikalgeschwindigkeiten von 0,4-1,0 (Island, Baffin's Land) auf 0,0-0,4 (Nordeuropa, Kontinentalkanada) Millimeter pro Jahr. Tangentiale Bewegungen der Erdkruste verlaufen in nördlicher Richtung. Auf dem eurasischen Kontinent liegen die Höchstwerte der Horizontalgeschwindigkeiten in Norwegen bei 0,2 Millimeter pro Jahr, die in Südeuropa auf 0,05 Millimeter pro Jahr sinken. Wenn man sich vom Nordosten Kanadas in den Westen der Vereinigten Staaten bewegt, nimmt die Geschwindigkeit der Tangentialbewegungen von 0,3 auf 0,05 Millimeter pro Jahr ab.

Die Ausdünnung der arktischen Gletscher führt zu weit verbreiteten horizontalen Bewegungen in hohen Breiten mit Geschwindigkeiten von bis zu 0,15 Millimeter pro Jahr. Das Ausmaß der Krustendeformationen aufgrund der Massenänderung des antarktischen Eisschildes ist geringer als das durch das Abschmelzen Grönlands verursachte: Der Verlust der Eismasse im Westen der Antarktis wurde teilweise durch die Zunahme in seinem östlichen Teil während die Studienzeit. Die vertikalen Hebungsraten erreichen auf der Antarktischen Halbinsel Höchstwerte von einem Millimeter pro Jahr und sinken auf den Falklandinseln auf 0,02 Millimeter pro Jahr.

Glazioisostatische Krustendeformationen für fünf Standorte.Farbige Linien zeigen den individuellen Beitrag der Eisschilde Grönlands (grün), der Antarktis (blau) und der Gebirgsgletscher (orange) und deren Summe (schwarz)

Die horizontalen und vertikalen Geschwindigkeiten der Erdkruste sind an Orten in der Nähe der Gebiete des Eismassenverlusts am höchsten. Dies verdeutlichen Berechnungen für Norilsk, wo die hohen Deformationsraten im Zeitraum von 2003 bis 2013 von Forschern mit dem raschen Abbau der Gletscher auf Spitzbergen und den Inseln der russischen Arktis erklärt werden. Nach der Analyse der Geschwindigkeiten der glazioisostatischen Bewegungen im Raum London und Boston kamen die Autoren auch zu dem Schluss, dass diese beiden Gebiete empfindlich auf das Abschmelzen des grönländischen Eisschildes reagieren, obwohl sie sich in großer Entfernung davon befinden. Die Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass die berechneten Geschwindigkeiten der horizontalen und vertikalen Bewegungen der Erdkruste geodätische Satellitenmessungen ergänzen können.

Beliebt nach Thema