Eine Studie, die in Scientific Reports veröffentlicht wurde, rekonstruierte die Entwicklung der gravitationalen Depression unter der Antarktis in den letzten 70 Millionen Jahren. Die Forschung, geleitet von Petar Glišović und Alessandro M. Forte, nutzte seismische Daten und physikalische Simulationen, um zu erklären, wie die inneren Prozesse der Erde diese Anomalie hervorbrachten und wie sie mit der Bildung von Gletschern und den Schwankungen des Meeresspiegels zusammenhängt.
Die Schwerkraft ist nicht überall auf dem Planeten gleich: Sie hängt von der Massenverteilung im Erdinneren und der Form der Erde ab. In der Antarktis zeigen Modelle eine der Regionen mit der niedrigsten Schwerkraft, was sich in einer Depression des Geoids niederschlägt, der Oberfläche, die die Schwankungen des Schwerefeldes widerspiegelt.
Historische Entwicklung der gravitationalen Depression
Die Analyse ergab, dass die Depression des Geoids unter der Antarktis:
- Seit mindestens 70 Millionen Jahren besteht.
- Zu Beginn des Känozoikums im Süden des Atlantiks lag.
- Sich vor 40 bis 30 Millionen Jahren in die heutige antarktische Region verlagerte.
- Seit 35 Millionen Jahren um 30% zugenommen hat, was mit einer Änderung der Erdrotationsachse zusammenfällt, die als Echte Polverschiebung identifiziert wurde.
Interne Prozesse des Erdmantels
Die Rekonstruktion des Mantelflusses zeigt, dass:
- Die Anomalie ursprünglich auf Dichteunterschiede in den tiefen Schichten des Mantels zurückzuführen war (30–50% der Gesamtintensität).
- In den letzten 35 Millionen Jahren die oberflächennahen Schichten des Mantels an Bedeutung gewannen und die Depression verstärkten.
- Ein Strom aus heißem und weniger dichtem Material seit 70 Millionen Jahren aus der Tiefe aufsteigt und den Boden unter dem Zentrum des Kontinents anhebt.
Diese inneren Bewegungen stehen im Zusammenhang mit der Präsenz von unter dem Eis verborgenen Bergen und dem Beginn der Bildung der großen antarktischen Gletscher vor etwa 34 Millionen Jahren.
Innovative Methodik
Die Wissenschaftler wendeten die Technik des back-and-forth nudging (BFN) an, die es ermöglicht, die Bewegungen des Mantels rückwärts und vorwärts in der Zeit zu simulieren. Dazu kombinierten sie:
- Seismische Daten von Erdbeben.
- Informationen über die Bewegung der tektonischen Platten.
- Physikalische Eigenschaften von Mineralien unter der Oberfläche.
Die Modelle zeigten, dass die gravitationale Depression, abgesehen von kleinen Variationen, einem anhaltenden und definierten Muster folgte.
Auswirkungen auf den Meeresspiegel und das Klima
Die Schwankungen in der gravitationalen Depression beeinflussen die relative Höhe des Meeresspiegels in der Region und wirken sich auf die Bedingungen für die Bildung und das Wachstum der Eisschichten aus. Dies verbindet direkt die inneren Prozesse der Erde mit der klimatischen Entwicklung der Antarktis.
Laut Forte ist das Ziel, eine große Frage zu beantworten: „Wie verbindet sich unser Klima mit dem, was im Inneren des Planeten passiert?“.
Die Studie liefert neue Hinweise darauf, wie die Bewegungen des Erdmantels das Klima und die Oberfläche beeinflussen. Die gravitationale Depression unter der Antarktis, die seit Millionen von Jahren aktiv ist, erklärt nicht nur einen Teil der geologischen Geschichte des Kontinents, sondern hilft auch zu verstehen, wie die inneren Prozesse der Erde die Dynamik der Gletscher und den Meeresspiegel beeinflussen.
