För första gången, ett internationellt team av forskare har använt magnetiska data från ESA:s Swarm-satellituppdrag tillsammans med flygmagnetiska data för att hjälpa till att avslöja mysterierna i geologin gömd under Antarktis kilometertjocka inlandsisar, och länka Antarktis bättre till sina tidigare grannar.

Antarktis underisgeologi är inte bara viktig för att förstå globala superkontinentcykler under miljarder år som har format jordens evolution, det är också avgörande att förstå hur den fasta jorden själv påverkar den antarktiska istäcket ovanför den.

Forskargruppen från Tysklands Kiel University, British Antarctic Survey och National Institute of Oceanography and Applied Geophysics, och Witwatersrand University i Sydafrika har idag publicerat sina resultat i tidskriften Nature Vetenskapliga rapporter .

Deras nya studie visar att kombinationen av satellit- och flygmagnetisk data ger en viktig saknad länk för att koppla Antarktis dolda geologi med tidigare angränsande kontinenter, nämligen Australien, Indien och Sydafrika – hörnstenarna i Gondwana.

Det faktum att Antarktis är ungefär så avlägset som du kan komma och landet nedanför är täckt av ett massivt inlandsis, gör det både utmanande och dyrt att samla in geofysisk information. Lyckligtvis, satelliter som kretsar ovanför kan se var människor inte kan.

Tack vare magnetiska data från Swarm-uppdraget tillsammans med luftburna mätningar, forskare banar väg för att förstå jordens minst tillgängliga kontinent. Den här nya forskningen länkar Antarktis till sina uråldriga grannar som den har delat en lång tektonisk historia med - och som behöver läggas ihop som ett pussel.

Teamet bearbetade aeromagnetisk data från flygplan från södra Afrika, Australien och Antarktis på ett konsekvent sätt med hjälp av Swarm-satellitmagnetiska data.

Aeromagnetiska data täcker inte överallt på jorden, så magnetiska modeller som följer av Swarm-data hjälper till att fylla tomrummen, särskilt över Indien där flygmagnetiska data fortfarande inte är allmänt tillgängliga. Vidare, satellitdata hjälper till att homogenisera luftburna data, som förvärvades under en period av mer än 60 år med varierande noggrannhet och upplösning.

Jörg Ebbing, från Kiel University, förklarar, "Med tillgängliga data, vi hade bara pusselbitar. Bara när vi sätter ihop dem med satellitmagnetiska data, kan vi se hela bilden."

De resulterande kombinerade datamängderna ger ett nytt verktyg för det internationella forskarsamhället att studera den kryptiska underisgeologin i Antarktis, inklusive dess inflytande på de överliggande inlandsisarna.

Gondwana var en amalgam av kontinenter som inkorporerade Sydamerika, Afrika, Arabien, Madagaskar, Indien, Australien, Nya Zeeland och Antarktis. När de tektoniska plattorna kolliderade under den prekambriska och tidiga kambriska tiden för cirka 600–500 miljoner år sedan, de byggde enorma bergskedjor jämförbara med de moderna Himalaya och Alperna. Denna superkontinent började gå sönder i tidig jura, för cirka 180 miljoner år sedan, slutligen lämnar Antarktis strandsatt och isolerat vid Sydpolen, och täckt av is i cirka 34 miljoner år.

"Med hjälp av de nya magnetiska data, vår animation illustrerar hur de tektoniska plattorna har rört sig över miljoner år efter upplösningen av Gondwana, " förklarar Peter Haas, Ph.D. student vid Kiel University.

Fausto Ferraccioli, Direktör för geofysik vid National Institute of Oceanography and Applied Geophysics i Italien, och även ansluten till British Antarctic Survey, sa, "Vi har försökt sätta ihop kopplingarna mellan Antarktis och andra kontinenter i decennier. Vi visste att magnetisk data spelar en avgörande roll eftersom man kan titta under det tjocka antarktiska inlandsisen för att hjälpa till att extrapolera geologin som exponeras längs kusten till kontinentens inre .

"Men nu kan vi göra mycket bättre. Med satellit och aeromagnetisk data kombinerade, vi kan titta djupare ner i skorpan. Tillsammans med tektoniska plattrekonstruktioner, vi kan börja bygga lockande nya magnetiska vyer av jordskorpan för att hjälpa till att koppla samman geologiska och geofysiska studier på vitt åtskilda kontinenter. Forntida kratoner och orogener i Afrika, Indien, Australien och östra Antarktis är nu bättre sammankopplade magnetiskt än någonsin tidigare."

ESA:s Roger Haagmans, sa, "Denna forskning har utförts inom ESA:s Science for Society 3D Earth-studie där vi använder gravitationsdata från GOCE-uppdraget och magnetiska data från Swam-uppdraget för att förstå strukturen och dynamiska processer djupt inne i jorden. I det här fallet, Swarms magnetiska data har spelat en huvudroll."