Onderzoekers ontdekken sediment onder het Antarctisch ijskap tijdens zoektocht naar het oudste ijs ter wereld

Duncan Young, een onderzoekswetenschapper aan het University of Texas Institute for Geophysics, staat voor een aangepaste DC-3-vliegtuig dat wordt gebruikt voor wetenschappelijke onderzoeken in Antarctica. Dit vliegtuig helpt onderzoekers om cruciale informatie te verzamelen over de veranderingen in het wereldklimaat.

Al tientallen jaren analyseren wetenschappers ijsboringen diep in de Antarctische ijskap om inzicht te krijgen in de wereldwijde klimaatverandering. Dit ijs bevat chemicaliën en luchtbellen van oude lucht die het verhaal vertellen van hoe het klimaat van de aarde in de loop der tijd is veranderd.

Om een nauwkeurig klimaatrecord te ontwikkelen, proberen onderzoekers doorlopend ijs te vinden dat ononderbroken is, waarbij het nieuwste ijs zich bovenaan bevindt en het oudste ijs onderaan. Tot voor kort gingen de oudste continue ijskernmonsters terug tot wel 800.000 jaar, net toen het klimaat van de aarde snel begon te veranderen.

“Het liep net uit op het interessante punt,” zegt Duncan Young, een onderzoeksassistent-professor aan het University of Texas at Austin’s Institute for Geophysics. De behoefte aan nog oudere continue ijsmonsters leidde tot de oprichting van een NSF Science and Technology Center genaamd Center for Oldest Ice Exploration (NSF COLDEX), een samenwerking tussen meerdere instellingen die Antarctica verkennen op zoek naar de oudste mogelijke poolijmonsters.

In 2021 voegde Young zich bij NSF COLDEX, dat zijn hoofdkwartier heeft aan de Oregon State University. Gedurende een periode van twee jaar gebruikten Young en een team van onderzoekers van UT luchtgestuurde radar om een onontgonnen gebied in het diepe binnenland van Oost-Antarctica, nabij de Zuidpool, in kaart te brengen. Hoewel ze nog geen ouder continue ijs hebben gevonden, onthulde hun onderzoek nieuwe inzichten over de geologische processen onder de Antarctische ijskap en hoe het ijs zich daaronder verplaatst.

De eerste onderzoeksresultaten zijn onlangs gepubliceerd in Geophysical Research Letters.

De onderzoekers observeerden de diepste laag ijs, de zogenaamde basale eenheid, binnen een groot laag gebied in het Zuidpoolbekken. Ze geloven dat deze laag daar is beland na geleidelijke beweging langs een subglaciale bergketen, waarbij kleine hoeveelheden sediment zijn meegenomen en in het bekken zijn afgezet.

“We verwachtten dit niet,” zei Young. “We denken dat naarmate het ijs smolt, de basale eenheid kleine hoeveelheden materiaal van de bergketen heeft meegenomen en sediment heeft achtergelaten. Dit kan een nieuw soort subglaciaal sedimentair bekken zijn dat zich vormt zonder de gebruikelijke processen die het aardoppervlak vormgeven, zoals rivieren of conventionele ijskapstroom. Het is een geleidelijk proces dat zich over 14 tot 30 miljoen jaar voordoet, waarbij deze kleine stukjes sediment zich ophopen.”

Dit sedimentrijke gebied waar de basale eenheid smelt, is verbonden met gelokaliseerde gebieden van verhoogde geothermische warmte en smelting aan de basis van de ijskap, wat invloed heeft op hoe het ijs erboven stroomt en hoe meren onder het ijs ontstaan.

“Begrijpen hoe de warmteflux varieert aan de basis van de ijskap en wat de temperatuur daar is, is cruciaal voor het vinden van plekken waar het oudste continue ijs mogelijk bewaard blijft,” zei Young.

Hoewel het Zuidpoolbekken zelf mogelijk niet de beste plek voor oud continue ijs is vanwege smelting, zei Young dat de basale eenheid stroomopwaarts van het Zuidpoolbekken oud ijs misschien kan beschermen tegen de smelting die aan de basis plaatsvindt. Meer recent onderzoek van NSF COLDEX heeft zich gericht op die gebieden.

NSF COLDEX en Youngs team hebben ook voorgesteld om te zoeken naar oud continue ijs in andere regio’s van Antarctica. Ze zijn van plan een luchtmissie te leiden om het gebied van de Allan Hills in kaart te brengen, waar NSF COLDEX discontinu ijs heeft gevonden ouder dan vijf miljoen jaar, en dat terug te verbinden met Klein Dome C, een locatie waar Europese wetenschappers ook ijskernen boren om het record van 800.000 jaar te doorbreken.