Az Antarktiszi jégtábla alatt egy olyan kontinens fekszik, amelyet folyók és tavak takarnak, amelyek közül a legnagyobb az Erie-tó. Rendszeres év folyamán a jégtakarék megolvad és újra felfagy, aminek következtében a tavak és folyók rendszeresen feltöltődnek és gyorsan kifolynak az olvadékvízből. Ez a folyamat megkönnyíti az Antarktisz fagyott felületének csúszását, egyes helyeken akár 6 méter (20 láb) emelkedését és leesését.
A NASA sugárhajtómű-laboratóriumának kutatói által vezetett új tanulmány szerint a Marie Byrd Land néven ismert környék alatt köpeny tolódhat. Ez a geotermikus hőforrás megmagyarázhatja a lap alatt zajló olvadást, és azt, hogy miért instabil manapság. Ez megmagyarázhatja azt is, hogy a lap hogyan múlt el gyorsan a múltban az éghajlatváltozás korábbi időszakaiban.
A „Nyugat-antarktiszi köpenyesedés hatása a jégtakaró alapvető körülményeire” című tanulmány nemrégiben jelent meg a Geofizikai kutatási folyóirat: Solid Earth. A kutatócsoportot Helene Seroussi vezette a Jet Propulsion Laboratory-ból, a washingtoni egyetem Föld- és Bolygótudományi Tanszékének és az Alfred Wegener Intézet, a Helmholtz Poláris és Tengeri Kutatási Központ kutatóinak támogatásával.
Az Antarktisz jéglapjának mozgása az idő múlásával mindig érdeklődést váltott ki a Föld tudósai számára. A jégtakaró emelkedésének és esésének sebességének mérésével a tudósok meg tudják becsülni, hogy mekkora és mekkora mennyiségű víz olvad az alapban. Ezen mérések miatt először a tudósok kezdtek spekulálni az Antarktisz fagyott felszíne alatti hőforrások jelenlétéről.
Először Wesley E. LeMasurier, a Colorado Denveri Egyetem tudósa tett először 30 évvel ezelőtt azt a javaslatot, amely szerint a köpenycsík létezik Marie Byrd Land alatt. Az általa végzett kutatás szerint ez magyarázatot jelentett a regionális vulkáni tevékenységre és a topográfiai kupola jellemzőire. De a közelmúltban a szeizmikus képalkotó felmérések alátámasztó bizonyítékot nyújtottak erre a köpenyesedésre.
A Marie Byrd Land alatti régió közvetlen mérése azonban jelenleg nem lehetséges. Ezért Seroussi és Erik Ivins, a JPL támaszkodtak a jéglap rendszer modellre (ISSM), hogy megerősítsék a tollazat létezését. Ez a modell lényegében a jéglap fizikájának numerikus ábrázolása, amelyet a JPL és a kaliforniai egyetemi egyetem kutatói dolgoztak ki.
A modell valósághűségének biztosítása érdekében Seroussi és csapata felhívta a figyelmet a jégtakaró magasságának hosszú évek során bekövetkezett változásaira. Ezeket a NASA Ice, Clouds és Land Elevation Satellite (ICESat) és a légi IceBridge művelet kampánya végezte. Ezek a missziók évek óta mérik az Antarktiszi jéglapot, ami nagyon pontos háromdimenziós magassági térképek készítéséhez vezetett.
A Seroussi továbbfejlesztette az ISSM-et, hogy magába foglalja a fűtés és hőszállítás természetes forrásait, amelyek fagyasztáshoz, olvadáshoz, folyékony vízhez, súrlódáshoz és egyéb folyamatokhoz vezetnek. Ez az együttes adat erőteljes korlátokat szabott az Antarktisz megengedett olvadási sebességére, és lehetővé tette a csapat számára, hogy tucatnyi szimulációt futtasson, és a köpenycsík lehetséges helyeinek széles körét megvizsgálja.
Azt találták, hogy a köpenycsík okozta hőáram nem haladja meg a 150 milliwattot négyzetméterenként. Összehasonlításképpen: azokban a régiókban, ahol nincs vulkáni tevékenység, jellemzően 40 és 60 milliwatt közötti fluxus tapasztalható, míg a geotermikus hotspotok - mint például a Yellowstone Nemzeti Park alatti - átlagosan kb. 200 milliwatt / négyzetméteren élnek.
Ahol olyan szimulációkat hajtottak végre, amelyek meghaladták a 150 millwattot négyzetméteren, az olvadási sebesség túl magas volt a tér-alapú adatokhoz képest. Kivéve egy olyan helyet, amely a Ross-tenger szárazföldi területe volt, amelyről ismert, hogy intenzív vízáramlást tapasztal. Ehhez a régióhoz legalább 150–180 milliwatt / négyzetméter hőáramlás szükséges, hogy igazodjon a megfigyelt olvadási sebességhez.
Ebben a régióban a szeizmikus képalkotók azt is kimutatták, hogy a melegítés a jéglaphoz a Föld köpenyének szakadása révén érheti el a jeget. Ez szintén összhangban van egy köpenycsomóval, amelyről azt gondolják, hogy a meleg mágia szűk patakjai, amelyek a Föld köpenyén emelkednek fel és a kéreg alatt terjednek. Ez a viszkózus magma ezután a kéreg alá léggömböződik, és felfelé duzzad.
Ahol a jég fekszik a szennyeződés teteje felett, ez a folyamat hőt továbbít a jéglappal, amely jelentős olvadást és lefolyást vált ki. Végül Seroussi és kollégái meggyőző bizonyítékokat szolgáltatnak - a felszíni és a szeizmikus adatok kombinációján alapulva - a Nyugat-Antarktisz jéglapja alatt lévő felszíni folyadékról. Arra számítanak, hogy ez a köpenycsomó nagyjából 50–110 millió évvel ezelőtt alakult ki, jóval azelőtt, hogy a nyugat-antarktiszi jéglap létrejött.
Körülbelül 11.000 évvel ezelőtt, amikor az utolsó jégkorszak véget ért, a jégtakaró gyors, tartós jégveszteséget idéz elő. Ahogy a globális időjárási viszonyok és az emelkedő tengerszint megváltozott, a meleg vizet közelebb tolták a jéglaphoz. Seroussi és Irvins tanulmánya azt sugallja, hogy a köpenyesedés elősegítheti ezt a gyors veszteséget manapság, ugyanúgy, mint a jégközi időszak utolsó kezdete során.
A jéglemez-veszteség forrásainak megértése a Nyugat-Antarktisz alatt fontos, amennyiben becsüljük meg a jég elvesztésének mértékét, ami lényegében az éghajlatváltozás hatásainak előrejelzése. Tekintettel arra, hogy a Föld ismét globális hőmérsékleti változásokon megy keresztül - ezúttal az emberi tevékenység miatt - elengedhetetlen olyan pontos éghajlati modellek létrehozása, amelyek tudatják velünk, hogy a sarki jég milyen gyorsan megolvad és a tengerszint emelkedik.
Ezenkívül megértjük azt is, hogy megértjük, hogyan kapcsolódik bolygónk története és az éghajlatváltozása, és hogy ezek milyen hatással voltak a földtani fejlődésre.
