En ny undersøgelse foretaget af forskere fra NASA har bevist, at en geotermisk varmekilde kaldet en mantelpude, dybt under jorden i Marie Bird i Antarktis, forklarer den hurtige smeltning, der skaber søer og floder under ispladen. Mens varmekilden ikke er en ny eller stigende trussel mod den vestantarktiske isplade, kan det hjælpe med at forklare, hvorfor ispladen er ustabil i dag.
En islands stabilitet hænger tæt sammen med, hvor meget vand der strømmer nedenunder, hvilket gør gletsjere lettere at glide. At forstå kilderne og fremtiden for smeltevand i det vestlige Antarktis er vigtigt for at vurdere, hvor hurtigt is kan smelte og øge havets vandstand.
Antarktisens gletsjere er ustabile og fyldt med floder og søer, hvor den største er søen Erie. Mange søer fylder og dræner hurtigt, hvilket får isoverfladen tusinder af fod over dem til at stige og falde så meget som 6 meter. Bevægelsen giver forskere mulighed for at estimere, hvor og hvor meget vand der skal findes.
For ca. 30 år siden foreslog en videnskabsmand ved University of Colorado Denver, at varme fra en mantelply underjordisk af Marie Bird kunne forklare kuppelens regionale vulkanaktivitet og topografiske funktion. Meget nylig seismisk billeddannelse har understøttet dette koncept.
Med de små direkte målinger, der findes langs isen, har forskere ved JPL fundet en bedre måde at studere ideen om en mantelpude gennem numeriske simuleringer. De brugte Ice Sheet System Model (ISSM), en numerisk beskrivelse af fysikken i isark udviklet af forskere ved JPL og University of California, Irvine.
For at sikre, at modellen var realistisk, overvågede forskerne ændringer i overfladen af islaget ved hjælp af data fra NASAs IceSat-satellit og Operation IceBridge-luftkampagnen.
Da placeringen og størrelsen af den mulige mantelpude var ukendt, testede de hele spektret af, hvad der var fysisk muligt for flere parametre, hvilket producerede snesevis af forskellige simuleringer.
De fandt, at strømmen af energi fra mantelpelen ikke skulle være mere end 150 milliwatt pr. Kvadratmeter. Til sammenligning varierer varmestrømmen fra jordens mantel i regioner i De Forenede Stater uden vulkanaktivitet fra 40 til 60 milliwatt.
Salgsfremmende video:
I Yellowstone National Park - en berømt geotermisk hotspot - er varmen nedenunder omkring 200 milliwatt pr. Kvadratmeter i gennemsnit over parken, skønt individuelle geotermiske egenskaber, som f.eks. Gejsere, er meget varmere.
Simuleringer af forskere Serucy og Ivins ved hjælp af varmeflux over 150 milliwatt pr. Kvadratmeter viste for meget smeltning til at være i overensstemmelse med pladsbaserede data, undtagen et sted: et område dybt i Rosshavet kendt for intens vandstrømme. Dette område krævede en varmeflux på mindst 150-180 milliwatt pr. Kvadratmeter. Seismisk billeddannelse har imidlertid vist, at mantelens varme i dette område kan nå ispladen gennem en spalte, dvs. et brud i jordskorpen, som dukkede op i Great Rift Valley i Afrika.
Mantelplyer menes at være smalle bjergstrømme, der stiger gennem jordens mantel og spreder sig som en svampehætte under jordskorpen. Materialets opdrift, hvoraf nogle smeltes, får skorpen til at svulme opad. Mantelpluimeteorien blev foreslået i 1970'erne for at forklare geotermisk aktivitet, der forekommer langt fra den tektoniske pladegrænse, såsom Hawaii og Yellowstone.
Marie Birds mantelflomme dannet for 50 til 110 millioner år siden, længe før den vestantarktiske isplade dukkede op. I slutningen af den sidste istid, for omkring 11.000 år siden, gik isen igennem en periode med hurtigt, vedvarende istab, da ændringer i de globale vejrforhold og stigende havniveauer skubbede varmt vand tættere på isen - ligesom det gør i dag.
"Tilstedeværelsen af denne mantelplys er vigtig, fordi den antyder, at Antarktis is er mere sårbar i dette område: denne ekstra varme opvarmer isen, hvilket antyder større svaghed i lyset af fremtidige og tidligere ændringer i miljøet," siger forskerne.
