Антарктида: исследование предоставляет данные о структуре ледяного континента

Антарктида остается одним из наименее изученных регионов Земли из-за массивного ледяного щита, затрудняющего сбор геофизических данных in situ. Новые данные о глубокой структуре континента были получены на основе спутниковой информации Европейского космического агентства (ЕКА). Ученые из Кильского университета (CAU) совместно с коллегами из Британской антарктической службы и Делфтского технического университета (Нидерланды) опубликовали результаты в Journal of Geophysical Research: Solid Earth.

Взгляд вглубь из космоса

Новые оценки данных миссии спутника GOCE (ЕКА), посвященной гравитационному полю Земли, в сочетании с сейсмологическими моделями позволили получить беспрецедентную информацию о литосфере (коре и верхней мантии) под ледяным континентом. Исследователи использовали специальные градиентные данные со спутника. «Это позволяет анализировать глубинные структуры Земли с гораздо большей детализацией», — отмечает ведущий автор Фолкер Паппа. Метод позволил определить глубину перехода от коры к мантии, которая сильно варьируется по всей территории в 14 млн км². Под молодой в геологическом отношении Западной Антарктидой земная кора относительно тонкая (около 25 км), а мантия становится вязкой на глубине менее 100 км. Восточная Антарктида, напротив, представляет собой древний кратонный щит возрастом более миллиарда лет. Здесь мантийные породы сохраняют твердые свойства на глубине более 200 км.

Трехмерная модель глубинной структуры также позволила получить новые данные о гляциоизостатической компенсации — ключевом процессе, определяющем реакцию континента на современное и прошлое сокращение ледникового покрова. «Мы обнаружили большие вариации температуры мантии под континентом, что приводит к поднятию и опусканию поверхности с разной скоростью в разных регионах», — поясняет соавтор профессор Ваутер ван дер Вал. Эти новые данные о толщине коры и литосферы также имеют решающее значение для оценки геотермального теплового потока Антарктиды и его влияния на подледное таяние и движение ледников.

Личным открытием Паппы стали подледные горы Гамбурцева высотой более 3000 метров: «Здесь твердая Земля самая толстая — около 260 км. Это захватывающая структура, внешний вид которой до сих пор неизвестен, поскольку хребет полностью покрыт льдом».

Антарктида как 3D-модель и ее связь с другими континентами

Исследование финансировалось ЕКА в рамках проектов GOCE+Antarctica и 3-D Earth. «Эти новые модели, показывающие толщину коры и литосферы, имеют решающее значение для понимания фундаментального состава и тектонической архитектуры Антарктиды», — подчеркивает соавтор доктор Фаусто Ферраччоли. «Из исследования также можно сделать выводы о бывших связях Антарктиды с другими континентами, такими как Австралия, Африка и Индия».

Частью проекта стала впечатляющая 3D-модель Антарктиды, созданная ЕКА. «Эти результаты важны для понимания изменения уровня моря в результате потери льда в Антарктиде. Когда масса льда уменьшается, твердая Земля отскакивает, и этот эффект необходимо учитывать. Его можно лучше определить, когда структура и состав земных недр будут лучше изучены», — отметил Роджер Хаагманс из ЕКА.