The deepest depressions on land in Antarctica as a result of Cenosoic riftogenesis activation

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

New subglacial BEDMACHINE model shows the presence of a large number of narrow and deep bedrock depressions in various regions of Antarctica with depths up to 3500 m below sea level (Denman Depression). Nothing similar is observed for other continents – on land, depressions usually do not exceed several hundred meters in depth, and the deepest continental rift depressions filled with water, such as Baikal or Tanganyika, also have a significantly shallower depth. Since sedimentation under the ice sheet is practically impossible, the authors suggest that the formation of these deep subglacial uncompensated troughs is associated with the activation of rifting already after the glaciation of Antarctica. At the same time, when the rift structure approaches the coast of the continent, its subglacial relief sharply flattens out, which indicates sedimentation in the transitional area during periods of ice melting and subsequent marine regressions-transgressions. Negative gravity anomalies in the free air of the order of –100 mGal for many subglacial depressions testify in favor of their rift nature. Rifting involves an increased heat flow, which can lead to melting of the glacier base and promote their accelerated sliding from the bedrock into the ocean. This explains the confinement of the most rapidly moving glaciers in Antarctica to the areas of rift depressions. Accelerated flow of glaciers into the ocean creates a potential threat of rising sea levels. The geodynamic mechanism responsible for the Cenozoic activation of the Antarctic rift zones is associated with the action of local upper mantle plumes under Antarctica. The existence of a subglacial volcanic province in the area of the Gaussberg volcano in East Antarctica is assumed.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. A. Baranov

Institute of Earthquake Prediction Theory and Mathematical Geophysics, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: aabaranov@gmail.com
Russian Federation, Moscow

L. I. Lobkovsky

P.P. Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences

Email: aabaranov@gmail.com

Academician of the RAS

Russian Federation, Moscow

References

  1. Morlighem M., Rignot E., Binder T., Blankenship D., Drews R., Eagles G., Eisen O., Ferraccioli F., Forsberg R., Fretwell P., et al. Deep glacial troughs and stabilizing ridges unveiled beneath the margins of the Antarctic ice sheet // Nat. Geosci. 2020. V. 13. P. 132–137.
  2. Голынский А. В., Голынский Д. А. Рифтовые системы в тектонической структуре Восточной Антарктиды / Научные результаты российских геолого-геофизических исследований в Антарктике. Вып. 2. СПб. 2009. С. 132–162.
  3. Голынский Д. А., Голынский А. В. Рифтовые системы Восточной Антарктиды – ключ к пониманию распада Гондваны // Региональная геология и металлогения. 2012. № 52. C. 58–72.
  4. Лейченков Г. Л., Беляцкий Б. В., Каминский В. Д. О возрасте рифтогенного базальтового магматизма в Восточной Антарктике // ДАН. 2018. Т. 478. № 1. С. 63–67.
  5. Baranov A., Tenzer R., Morelli A. Updated Antarctic Crustal Model // Gondwana Research. 2021. V. 89. P. 1–18.
  6. Масолов В. Н., Куринин Р. Г., Грикуров Г. Э. Глубинное строение рифтовых зон Антарктики и их роль в тектонической структуре земной коры / 25 лет Советской антарктической экспедиции. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. С. 16–29.
  7. Kadmina I. N., Kurinin R. G., Masolov V. N., Grikurov G. E. Antarctic crustal structure from geophysical evidence a review / Oliver R. L., James P. R., Jago J. B. (eds.). Antarctic earth science. Canberra, Australian Academy of Science. 1983. P. 498–502
  8. Каменев Е. Н., Лейченков Г. Л. Структурная карта Антарктики м-ба 1 : 25 500 000 с объяснительной запиской. Геолого-минерагеническая карта Мира м-ба 1 : 30 000 000 (Ред. Красный Л. И. и др.). СПб: ВСЕГЕИ, 2000.
  9. Baranov A., Morelli A. The structure of sedimentary basins of Antarctica and a new three-layer sediment mo-del // Tectonophysics. 2023. V. 846. P. 299–313.
  10. Baranov A., Morelli A. The Moho depth map of the Antarctica region // Tectonophysics. 2013. V. 609. P. 299–313.
  11. Baranov A., Tenzer R., Bagherbandi M. Combined Gravimetric-Seismic CrustalModel for Antarctica // Surveys in Geophysics. 2018. V. 39. P. 23–56.
  12. Baranov A., Morelli A., Chuvaev A. ANTASed – An Updated Sediment Model for Antarctica // Front. Earth Sci. 2021. 9:722699. doi: 10.3389/feart.2021.722699
  13. Баранов А. А., Лобковский Л. И., Бобров А. М. Глобальная геодинамическая модель современной Земли и ее приложение для Антарктиды // Доклады Академии наук. Науки о Земле. 2023. Т. 512. № 1. С. 100–105.
  14. Sheraton J. W. Geochemistry of mafic igneous rocks of the northern Prince Charles Mountains, Antarctica // Journal of the Geological Society of Australia. 1983. V. 30. P. 295–304.
  15. Andronikov A. V., Foley S. F., Beliatsky B. V. Sm-Nd and Rb-Sr isotopic systematics of the East Antarctic Manning Massif alkaline trachybasalts and the development of the mantle beneath the Lambert-Amery rift // Mineralogy and Petrology. 1998. V. 63. P. 243–261.
  16. Tingey R. J., McDougall I., Gleadow J. W. The age and mode of formation of Gaussberg, Antarctica // Journal of the Geological Society of Australia. 1983. V. 30. P. 241–246.
  17. Сущевская Н. М., Мигдисова Н. А., Антонов А. В., Крымский Р. Ш., Беляцкий Б. В., Кузьмин Д. В., Бычкова Я. В. Геохимические особенности лампроитовых лав четвертичного вулкана Гауссберг (Восточная Антарктида) – результат влияния мантийного плюма Кергелен // Геохимия. 2014. № 12. С. 1–21.
  18. Левитан М. А., Лейченков Г. Л. История кайнозойского оледенения Антарктиды и седиментации в Южном океане // Литология и полезные ископаемые. 2014. № 2. С. 115–136.
  19. Tenzer R., Chen W., Baranov A. Gravity Maps of Antarctic Lithospheric Structure from Remote-Sensing and Seismic data // Pure and Applied Geophysics. 2018. V. 175. 6. P. 2181–2203.
  20. Nikishin A. M., Ziegler P. A., Abbott D., Brunet M. F., Cloetingh S. Permo-Triassic intraplate magmatism and rifting in Eurasia: implications for mantle plumes and mantle dynamics. // Tectonophysics. 2002. V. 351. P. 3–39.
  21. Лобковский Л. И., Никишин А. М., Хаин В. Е. Современные проблемы геотектоники и геодинамики. М.: Научный Мир, 2004. 610.
  22. Добрецов Н. Л. Глобальная геодинамическая эволюция Земли и глобальные геодинамические модели // Геология и геофизика. 2010. Т. 51. № 6. С. 761–784.
  23. Ярмолюк В. В., Никифоров А. В., Козловский А. М., Кудряшова Е. А. Позднемезозойская магматическая провинция Востока Азии: строение, магматизм и условия формирования // Геотектоника. 2019. № 4. С. 60–77.
  24. Трифонов В. Г. Коллизия и горообразование // Геотектоника. 2016. № 1. С. 3–24.
  25. Лобковский Л. И., Баранов А. А., Владимирова И. С., Алексеев Д. А. Сильнейшие землетрясения и деформационные волны как возможные триггеры потепления климата в Арктике и разрушения ледников в Антарктике // Вестник РАН. 2023. Т. 93. № 6. С. 526–538.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. a – Map of the BEDMACHINE subglacial relief [1]. Discovered volcanoes are shown with black crosses; b – Map of the BEDMACHINE subglacial relief [1] for the Australo-Antarctic part of the continent. Designations of depressions: D – Denman; C – Scott; V – Vanderford; T – Totten; R – Rennik; T1, T2, T3, T4 – depressions of the Transantarctic mountains; E – Erebus volcano; c – BEDMACHINE subglacial relief map [1] for the Atlantic sector of Antarctica. Designations: AP – Antarctic Peninsula; B – Berkner Island; D – Dufek block; P – Pine Island; F – glacier Filchner; Jupiter – the South Pole.

Download (1MB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies