Under den senaste istiden - när isen i Antarktis var mycket tjockare och sträckte sig längre till havs än den gör idag - har det spekulerats på att det fanns subglaciala sjöar under den. Ett internationellt team av forskare har nu framgångsrikt tagit prov på de metertjocka sedimentlagren som dessa sjöar efterlämnat på havsbotten. Detta är resultatet av en studie av Gerhard Kuhn och kollegor, som publicerades idag (1 juni 2017) i tidskriften Naturkommunikation .

Hundratals subglaciala sjöar finns för närvarande under Antarktis isark, med sjön Vostok som den största och mest kända. Utmaningarna med att utforska dessa sjösystem, som har förblivit inneslutna i tusentals år, är enorma. Till exempel, forskare måste följa strikta miljörestriktioner för att undvika att förorena sjöarna, vilket innebär stora resurser. Hittills, Ryska forskare har bara samlat in prover genom att borra i ytisen på Vostoksjön och testa vattnet som hällde ut ur borrhålet innan det omedelbart fryser om.

Nu ett team av forskare under ledning av maringeolog Dr Gerhard Kuhn från Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) har gett entydiga bevis, i form av porvattenanalyser, för närvaron av en tidigare subglacial sjö på Antarktis kontinentalsockel. Under expeditioner till Amundsenhavet med Research Icebreaker Polarstern 2006 och 2010, AWI -forskare och deras internationella kollegor samlade sedimentkärnor som de nu bekräftar kommer från subglaciala sjöar. "Kärnorna, som är upp till tio meter långa, samlades på ett vattendjup på 750 meter. Sjösedimenten ligger för närvarande begravda under ett fyra meter tjockt lager av marint sediment på havsbotten, "Kuhn rapporterar. De hämtades från dalar på havsbotten som låg under Antarktis isark i jordens avlägsna förflutna." Vi har nu verifierat att, under den senaste istiden, det fanns också subglaciala sjöar under ett massivt tjockt inlandsis i Pine Island Bay i södra Amundsenhavet. Isen där har nu dramatiskt dragit sig tillbaka, vilket gjorde att vi kunde prova sediment från paleo-sjö från ombord på Polarstern, "säger den första författaren till Naturkommunikation studie, där forskarna kommer att dela med sig av sina resultat idag.

"I detta avseende, vi mätte kloridhalten i porvattnet som en indikator på dess salthalt. I de nedre delarna av vissa sedimentkärnor, det var extremt lågt:ett tydligt tecken på sötvatten, som härstammar från sjöar under isen, "förklarar medförfattaren och AWI-geokemisten Dr Sabine Kasten." Vi modellerade utbytet av sötvatten i sedimentets porösa utrymmen med det överliggande havsvattnet, för att hjälpa oss att rekonstruera dynamiken i övergången från en sjö till en marin miljö, "rapporterar Dr José Mogollón från University of Utrecht. De unika sedimenten som teamet samlat in ger nu ett arkiv över förändrade miljöförhållanden i Antarktis och täcker en tidsperiod från nuet till Last Glacial Maximum (ca. 21, 000 år sedan), när den globala havsnivån var ungefär 130 meter lägre än idag.

Dessa sjösediment innehåller komponenter som är praktiskt taget omöjliga att datera, vilket minskar forskarnas förmåga att uppskatta deras ålder. "Vi vet, dock, att ungefär 11, För 000 år sedan drog Pine Island Glacier sig tillbaka och gallrade sig, vilket får den rörliga isen att flyta på havet som en ishylla. Som ett resultat, sjöarna som tidigare var täckta av glaciärer försvann i havet, när den översvämmade Antarktis kontinentalsockel. Endast sjöarnas avtryck i form av djupa bassänger och sediment förblev bevarade, som vi nu har undersökt, "säger Dr Claus-Dieter Hillenbrand från British Antarctic Survey.

Satellitövervakning visar att förflyttning av vatten från en sjö till en annan kan få glaciärer att tömma isarket för att röra sig snabbare. "Denna aspekt måste beaktas i modeller som är utformade för att göra förutsägelser om ismassornas framtida beteende och dynamik, och med dem, i vilken grad havsnivån kommer att stiga, "förklarar AWI maringeolog Kuhn. Enligt en andra studie, som Kuhn bidragit till och publicerades i Nature Communications den 17 mars 2017, Han tillade:"Vi har all anledning att tro att det finns fler subglaciala sjöar i Antarktis - och mer så under den senaste istiden - än vad som tidigare antagits. Dessutom har iskappar som de på den sub-Antarktiska ön södra Georgien och inlandsisar reagerade mycket mer känsligt och snabbt på klimatförändringar än tidigare antagits. "