Rosa Antarktis-Gesteine führen Wissenschaftler zu vergrabener 100-km-Graniitmasse

Steine, die hier nicht sein sollten

Jahrzehntelang hatten Geologen in den Hudson Mountains der Antarktis etwas Seltsames beobachtet: Anhäufungen von rosafarbenen Granitkieseln, die auf dem typischen dunklen Vulkangestein der Region liegen. Granit und vulkanischer Basalt entstehen durch völlig unterschiedliche geologische Prozesse, und das Vorhandensein von Granit in einem von Vulkanterrain dominierten Gebiet warf Fragen auf, die bisher niemand vollständig beantwortete. Eine neue Studie hat das Rätsel nun gelöst — und dabei eine geologische Struktur von außergewöhnlichem Ausmaß enthüllt, die unter einem der wichtigsten Gletscher der Antarktis verborgen liegt.

Die Forschung, veröffentlicht in einer führenden Geowissenschaftliche Zeitschrift von einem Team British und American Geologen, kombinierte radiometrische Altersbestimmung und luftgestützte Gravity Surveys, um die oberflächlichen Felsbrocken mit ihrer Quelle zu verbinden: ein massiver Granitkorpus oder pluton, mehrere Kilometer unter Pine Island Glacier begraben und sich fast 100 Kilometer in seiner größten Breite erstreckend.

Altersbestimmung der Gesteine

Der Schlüssel zur Lösung des Rätsels war die radiometric dating der rosafarbenen Granitbrocken. Das Team wandte uranium-lead dating auf zircon Kristalle im Granit an und versetzte die Bildung des Granits in die Jurassic Periode, vor etwa 170 Millionen Jahren — als die Antarktis Teil des Superkontinents Gondwana war und weit verbreitete igneous activity erlebte, die mit seinem Zerfall verbunden war.

Die Jurassic Granitbildung in der Antarktis ist an sich nicht ungewöhnlich. Was diese Ergebnisse bedeutsam machte, war das, was die Datierung über die Reise der Brocken zur Oberfläche implizierte. Die Brocken entstanden nicht lokal aus oberflächlicher vulkanischer Aktivität — sie wurden aus der Tiefe erodiert und über geologische Zeit durch glacial dynamics nach oben transportiert, auftauchend an der Oberfläche, als Pine Island Glaciers fluktuierende Eisschichten das zugrunde liegende Gestein abwechselnd vorrückten und zurückzogen.

Luftgestützte Gravity Surveys offenbaren die verborgene Masse

Sobald die radiometric dates nahelegten, dass die Brocken eine tief begrabene Quelle hatten, wandte sich das Team luftgestützten geophysikalischen Messungen über Pine Island Glacier zu, um sie zu finden. Gravity surveys messen subtile Variationen im Gravitationsfeld der Erde, die durch Unterschiede in der Gesteinsdichte unterhalb der Oberfläche verursacht werden. Granit, weniger dicht als das umgebende volcanic und metamorphic rock, das große Teile des West Antarctica Untergrunds charakterisiert, erzeugt eine charakteristische gravity signature, die sich in sorgfältigen Messungen abhebt.

Die Messdaten enthüllten eine ausgeprägte gravity anomaly unter Pine Island Glacier — konsistent mit dem Vorhandensein eines großen Granitkorpus. Durch Modellierung der Form und Größe der Anomalie schätzten die Forscher die begrabene Masse auf etwa 100 Kilometer breit und 7 Kilometer dick in ihrem tiefsten Abschnitt, was eine der größten unbekannten geologischen Strukturen darstellt, die in der Antarktis in den letzten Jahrzehnten entdeckt wurden.

Warum diese Entdeckung für die Eisschildwissenschaft wichtig ist

Die Offenbarung eines großen granite pluton unter Pine Island Glacier ist nicht nur eine geologische Kuriosität. Sie hat direkte Auswirkungen auf das Verständnis des Gletscherverhaltens und seinen Beitrag zum Anstieg des Meeresspiegels. Pine Island Glacier ist einer der sich am schnellsten verändernden Gletscher in der Antarktis und ein großer Fokus der Besorgnis um die Eisschild-Stabilität. Seine Dynamik wird durch das Gestein beeinflusst, über das er fließt — die Form, Zusammensetzung und thermische Eigenschaften des Gesteins unter dem Eis beeinflussen alle, wie sich der Gletscher bewegt und schmilzt.

Granit kann höhere Konzentrationen natürlich radioaktiver Elemente wie uranium und thorium beherbergen, die durch radioactive decay Wärme erzeugen. Selbst bescheidene zusätzliche Wärme aus einem großen Granitkorpus könnte die basal melting rates unter dem Gletscher beeinflussen — der Prozess, bei dem die Unterseite des Eisschildes in Kontakt mit Gestein schmilzt, was den Fluss des Gletschers zum Ozean schmiert.

Auswirkungen auf die Eisschild-Modellierung

Aktuelle Modelle der Reaktion des West Antarctic Ice Sheet auf Klimaveränderung beruhen auf Annahmen über basal geology, die durch spärliche Messungen in einer der am wenigsten zugänglichen Umgebungen der Erde begrenzt sind. Die Entdeckung einer zuvor unbekannten geologischen Struktur dieser Größe unter Pine Island Glacier bedeutet, dass bestehende Modelle möglicherweise überarbeitet werden müssen, um ihren thermischen und physikalischen Einfluss auf die Eisdynamik zu berücksichtigen.

Dies bedeutet nicht notwendigerweise, dass das Gletscherverhalten alarmierender ist, als aktuelle Prognosen nahelegen — der Granitkorpus könnte auch in einigen Szenarien einen stabilisierenden Einfluss bieten. Was die Entdeckung betont, ist, wie viel über das geologische Substrat der antarktischen Gletscher unbekannt bleibt und wie wichtig dieses Substrat für das Verständnis der Zukunft des Eisschildes ist.

Dieser Artikel basiert auf Berichten von Science Daily. Lesen Sie den Originalartikel.