Под ледената покривка на Антарктида се намира континент, който е покрит с реки и езера, най-големият от които е с размерите на езерото Ери. В течение на редовна година леденият покрив се топи и рефризира, което води езерата и реките периодично да се пълнят и оттичат бързо от стопената вода. Този процес улеснява замръзналата повърхност на Антарктида да се плъзга наоколо и да се издига и пада на някои места с цели 6 метра (20 фута).
Според ново проучване, ръководено от изследователи от Лабораторията за реактивни двигатели на НАСА, може да има струя на мантията под района, известен като Мари Бърд Ланд. Наличието на този геотермален източник на топлина би могло да обясни някои от топенето, което се извършва под листа и защо то е нестабилно днес. Също така би могло да помогне да се обясни как листът се срина бързо в миналото по време на предишни периоди на климатичните промени.
Изследването, озаглавено „Влияние на мантията от Западна Антарктика върху базалните условия на ледената покривка“, наскоро се появи в Списание за геофизични изследвания: Твърда Земя, Изследователският екип беше ръководен от Хелен Серуси от Лабораторията за реактивни двигатели с подкрепата на изследователи от катедрата по земни и планетарни науки на Университета във Вашингтон и Института Алфред Вегенер, Хелмхолцския център за полярни и морски изследвания в Германия.
Движението на ледената покривка на Антарктида с течение на времето винаги е предизвиквало интерес за учени от Земята. Чрез измерване на скоростта, с която леденият лист се издига и пада, учените са в състояние да преценят къде и колко вода се топи в основата. Именно поради тези измервания учените първо започнаха да спекулират за наличието на източници на топлина под замръзналата повърхност на Антарктида.
Предложението, че мантийният шлейф съществува под Мари Бърд Ленд, е направено за първи път преди 30 години от Уесли Е. Лемасуери, учен от университета в Колорадо Денвър. Според проведеното от него изследване това представлява възможно обяснение за регионалната вулканична активност и характеристика на топографския купол. Но едва наскоро сеизмичните образни проучвания предлагат подкрепящи доказателства за този плъх.
Понастоящем обаче директните измервания на района под Мари Бърд Ланд не са възможни. Следователно защо Серуси и Ерик Ивинс от JPL са разчитали на модела на системата за ледени листове (ISSM), за да потвърдят съществуването на шлейфа. Този модел по същество представлява числово изображение на физиката на ледената покривка, което е разработено от учени от JPL и Калифорнийския университет в Ървайн.
За да се гарантира, че моделът е реалистичен, Серуси и нейният екип се погрижиха за наблюденията на промените във височината на ледената покривка, направени в продължение на много години. Те бяха проведени от спътника на НАСА за лед, облаци и наземни издигания (ICESat) и тяхната въздушна операция IceBridge. Тези мисии от години измерват ледената покривка на Антарктида, което доведе до създаването на много точни триизмерни карти за издигане.
Seroussi също подобри ISSM, за да включи естествени източници на отопление и топлинен транспорт, които водят до замръзване, топене, течна вода, триене и други процеси. Тези комбинирани данни поставиха мощни ограничения върху допустимите скорости на топене в Антарктида и позволиха на екипа да пусне десетки симулации и да тества широк спектър от възможни места за мантия.
Това, което откриха, беше, че топлинният поток, причинен от мантийния шлейф, няма да надвишава повече от 150 миливата на квадратен метър. За сравнение, регионите, в които няма вулканична активност, обикновено имат подвижен поток между 40 и 60 миливата, докато геотермалните горещи точки - като този в Национален парк Йелоустоун - изпитват средно около 200 миливата на квадратен метър.
Когато провеждаха симулации, които надвишаваха 150 миливат вата на квадратен метър, скоростта на топене беше твърде висока в сравнение с данните, базирани на космоса. С изключение на едно място, което беше зона вътре в морето Рос, за която се знае, че има интензивни потоци вода. Този регион изискваше топлинен поток от най-малко 150 до 180 миливата на квадратен метър, за да се приведе в съответствие с наблюдаваните скорости на топене.
В този регион сеизмичните изображения също показват, че нагряването може да достигне ледената покривка чрез разрив в земната мантия. Това също е в съответствие с мантийната струя, за която се смята, че е тесен поток от гореща магма, издигащ се през мантията на Земята и се разпространява под кора. След това тази вискозна магма се балонира под кора и я кара да се издуе нагоре.
Когато ледът се намира над върха на тръбата, този процес пренася топлината в ледената покривка, като предизвиква значително топене и отток. В крайна сметка Серуси и нейните колеги предоставят убедителни доказателства - базирани на комбинация от повърхностни и сеизмични данни - за повърхностен поток под ледената покривка на Западна Антарктида. Те също така оценяват, че този мантия се е образувал преди около 50 до 110 милиона години, много преди да се появи ледният покрив на Западна Антарктида.
Преди около 11 000 години, когато последната ледникова епоха приключи, леденият покрив преживя период на бързи, трайни ледникови загуби. Тъй като глобалните метеорологични модели и повишаващото се морско равнище започнаха да се променят, топлата вода беше изтласкана по-близо до ледената покривка. Проучването на Серуси и Ървинс предполага, че мантийният шал може да улесни този вид бързи загуби днес, колкото и през последното начало на междуледниковият период.
Разбирането на източниците на загуба на ледени покривки в Западна Антарктида е важно, доколкото се изчислява скоростта, с която ледът може да се загуби там, което е по същество за прогнозиране на последиците от изменението на климата. Като се има предвид, че Земята отново преминава през глобалните температурни промени - този път, поради човешката дейност - е от съществено значение да се създадат точни климатични модели, които да ни уведомят колко бързо ще се стопи полярният лед и нивата на морето ще се повишат.
Той също така информира нашето разбиране за това как са свързани историята и изменението на климата на нашата планета и какъв ефект те имат върху нейната геологична еволюция.
