Die Kartierung des Wärmeflusses unter Grönland zeigt die geothermische „Freakzone“

Die Kartierung des Wärmeflusses unter Grönland hebt die geothermische „Freakzone“ hervor

Räumliche Karte, die den mittleren geothermischen Wärmefluss in und um Grönland darstellt, abgeleitet aus Ergebnissen des maschinellen Lernens. Vor der Küste des Hauptstadtgebiets im Südwesten treten Wärmeanomalien auf, die im Zusammenhang mit der Gewinnung von Erdwärme interessant sein könnten. Im Allgemeinen ist der Wärmefluss unter Grönland jedoch geringer als bisher angenommen. Bildnachweis: Colgan und Wansing, 2022

In unserem Verständnis des globalen geothermischen Wärmeflusses waren Grönland und der umgebende Meeresboden praktisch ein blinder Fleck. Jetzt haben Wissenschaftler alle verfügbaren und teilweise nicht verfügbaren Wärmestromdaten ausgegraben und eine gemeinsame Grundlage für die Arbeit mit grönländischer Erdwärme als alternative Energiequelle, als Faktor für das Schmelzen der Eiskappe und vieles mehr geschaffen.

Wie sich herausstellt, ist der Boden unter Grönland sogar noch kälter als bisher angenommen. Dies ist eine der Schlussfolgerungen eines gerade in veröffentlichten Artikels Erdsystemwissenschaftliche Daten von einem internationalen Team von Wissenschaftlern unter der Leitung des Geological Survey of Denmark and Greenland (GEUS).

Die Forscher haben eine neue Datenbank zusammengestellt und Wärmefluss Modell bestehend aus allen verfügbaren geothermischen Wärmeflussdaten für die Region. Dies erforderte viel Durchforsten der „grauen Literatur“ oder Beobachtungen, die zuvor nicht in den datenarmen arktischen Wärmeflussmodellen enthalten waren. Die Forscher nutzten diese Beobachtungsdatenbank, um eine neue räumliche Karte des Wärmeflusses in und um Grönland zu erstellen.

Das neue Wärmeflussmodell, das mit maschinellem Lernen erstellt wurde, zeigt, dass der mittlere Wärmefluss an Land 44 mW/m beträgt2 (Milliwatt, also ein Tausendstel Watt pro Quadratmeter). Das ist wesentlich niedriger als die Schätzungen früherer Modelle. Diese Modelle basieren auf deutlich weniger Daten als das neu veröffentlichte Modell, in dem 129 neue Messungen für insgesamt 419 Messungen enthalten sind. Bei einigen der früheren Wärmeflussmodelle war der mittlere geothermische Wärmefluss pro Einheit ein Vielfaches der neu veröffentlichten Schätzung.

Hotpots für Geothermie

Obwohl der mittlere Wärmestrom über Grönland kälter war als zuvor geschätzt, war der Wärmestrom in Küstenzone die “kürzlich” aus dem Ozean aufgetaucht sind, war tatsächlich viel wärmer als erwartet. Dies könnte eine gute Nachricht für die Bevölkerung hier sein.

„Tatsächlich hat dieses Gebiet entlang der Westküste Grönlands einen dreimal so hohen Wärmefluss wie weiter im Landesinneren, daher ist es sinnvoll, die Möglichkeit der Ernte zu untersuchen geothermische Energie für die dort ansässigen Gemeinden”, sagt Leitautor und leitender Wissenschaftler William Colgan von der Abteilung für Glaziologie und Klima bei GEUS.

Die Kartierung des Wärmeflusses unter Grönland hebt die geothermische „Freakzone“ hervor

Übersicht über Standorte und Typen in der Wärmestrommessdatenbank. Gelbe Punkte kennzeichnen Stellen, an denen wir die in der International Heat Flow Commission 2018 oder anderen Studien vorgestellten Wärmestromwerte neu bewerten. Die gestrichelte Linie bezeichnet unsere Studiengrenze, 500 km von Grönlands Küsten entfernt. Die Meighen- und Barnes-Eiskappen liegen außerhalb dieser Grenze, aber wir berichten hier trotzdem über diese subglazialen Messungen. Anerkennung: . Bildnachweis: Colgan und Wansing, 2022

Ein dynamischer Bereich

Laut William Colgan macht dies deutlich, wie viel wir noch nicht über die Region wissen.

„Dieses Gebiet ist mit Sicherheit eine geothermische Freakzone. Sie haben diesen wirklich alten, stabilen nordatlantischen Kraton im Süden von Grönland, der ziemlich kühl ist, und direkt daneben liegt der Mittelatlantische Rücken und Island mit all seiner vulkanischen Aktivität. Nicht ganz zu schweigen vom Einfluss der Eisdecke. All dies macht eine geothermisch seltsame Region aus, die sich wirklich ein bisschen vom Rest der Welt unterscheidet. Und daher ist es wichtig, sie zu verstehen.“

Der geothermische Wärmestrom scheint geringer als erwartet zu sein, ändert nichts an der Geschwindigkeit, mit der die Eisdecke schmilzt, fügt er hinzu. Ein Großteil der heutigen Schmelze spiegelt die jüngste Erwärmung der Eis-Atmosphäre und der Eis-Ozean-Grenzen wider. Der geothermische Wärmefluss an der Eis-Lithosphäre-Grenze ändert sich nicht schnell, ist aber wichtig für das Verständnis der Stabilität der Eisdecke an der Eisbett-Grenzfläche.

“Könnte genauso gut den Ozean tun”

Anfänglich interessierten sich William Colgan und seine Kollegen für den geothermischen Wärmefluss wegen seiner Rolle in der Dynamik des schmelzenden Eisschilds. Bei der Suche nach Wärmeflussdaten aus Grönland wurde schnell klar, dass dies ein etwas unterentwickeltes Gebiet war. Oder zumindest unorganisiert.

„Es gab tatsächlich eine Reihe verschiedener Akteure, die im Laufe der Zeit geothermische Wärmeflussdaten in und um Grönland gesammelt haben, aber alle mit individueller Verwendung. So haben die Öl- und Gasunternehmen einige Daten gesammelt, um zu helfen, unterirdische Gas- und Ölvorkommen zu lokalisieren auch die Bereiche Permafrost und Glaziologie, die den Wärmefluss als wichtige Randbedingung in ihren Modellen verwenden.Mehr oder weniger jeder in den Geowissenschaften verwendet den Wärmefluss in irgendeiner Weise, aber anscheinend hat bisher niemand das Bedürfnis verspürt, eine umfassende Übersicht zu erstellen, denke ich .”

Die Kartierung des Wärmeflusses unter Grönland hebt die geothermische „Freakzone“ hervor

Beispiel eines Bohrlochs, das Wärmeflussdaten in Grönland liefert, das direkt vor der Eisdecke in der Nähe von Punkt 660 mit dem Auslassgletscher von Isunnguata Sermia als Hintergrund gebohrt wurde. Bildnachweis: Lillemor Claesson Liljedahl

Bei dem Versuch, gute Orte zum Abrufen neuer geothermischer Wärmeflussdaten zu finden, mussten William Colgan und seine Kollegen herausfinden, wo bereits Daten gesammelt wurden. Je mehr sie mit Forschern aus anderen Forschungsbereichen sprachen, desto mehr ungenutzte Daten wurden aufgedeckt.

„Zuerst suchten wir nur nach subglazialen Wärmestromdaten, dann kamen wir zu Daten aus subaerischen oder Tundra-Gebieten und schließlich dachten wir ‚Nun, wir könnten genauso gut den Ozean untersuchen‘ und das Ganze abdecken Region“, sagt er.

16 Institutionen, acht Länder

So wurde es zu einem Bestreben, das ursprüngliche Team von GEUS-Glaziologen auf eine Reihe von Forschern aus verschiedenen Disziplinen zu erweitern, die in 16 Institutionen in acht verschiedenen Ländern angesiedelt sind. Eine gemeinsame Anstrengung, die dazu führte, dass das neue geothermische Wärmeflussmodell das erste ist, das alle verfügbaren Offshore- und Onshore-Daten, einschließlich unterhalb der Eisdecke, in Grönland enthält.

Selbst mit jetzt 419 für das Gebiet registrierten Datenpunkten ist die Datenabdeckung natürlich immer noch sehr gering für ein Gebiet so groß wie Grönland. Grönland hat eine Vielfalt an geologischen Provinzen und physikalische Prozesse die zu erheblichen räumlichen Variationen des Wärmeflusses beitragen, wie Zweitautorin und Doktorandin am Institut für Geowissenschaften der CAU, Agnes Wansing, betont:

„Besonders für das Landesinnere Grönlands nur wenige Datenpunkte existieren und wie sie in der behandelt werden maschinelles Lernen kann die Modellvorhersage wesentlich ändern.”

Um die Datenabdeckung zu verbessern, untersucht das Team derzeit die Möglichkeit, eine Wärmesonde zu erwerben, die von der Rückseite von Forschungsschiffen abgesetzt werden kann, die Feldarbeiten in der Arktis durchführen.

“Dann könnten wir die Karte weiter ausfüllen, die immer noch etwas knapp aussieht”, sagt der Erstautor.


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Mehr Informationen:
William Colgan et al., Greenland Geothermal Heat Flow Database and Map (Version 1), Erdsystemwissenschaftliche Daten (2022). DOI: 10.5194/essd-14-2209-2022

Die In-situ-Messdatenbank und das gerasterte Wärmeflussmodell sowie andere unterstützende Materialien sind im GEUS Dataverse frei verfügbar. DOI: 10.22008/FK2/F9P03L

Zur Verfügung gestellt von
Kiel-Universität


Zitieren: Die Kartierung des Wärmeflusses unter Grönland hebt die geothermische „Freakzone“ hervor (2022, 13. Mai), abgerufen am 13. Mai 2022 von https://phys.org/news/2022-05-beneath-greenland-highlights-geothermal-freak.html

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