Valami alulról olvasztja az Antarktisz jegét, és a NASA állítólag tudja az okát

Egy új NASA-tanulmány azt bizonyítja, hogy egy geotermikus hőforrás - amelyet köpenycsóvának neveznek - fekszik mélyen az Antarktisz Mari...

Egy új NASA-tanulmány azt bizonyítja, hogy egy geotermikus hőforrás - amelyet köpenycsóvának neveznek - fekszik mélyen az Antarktisz Marie Byrd-földje alatt, és ez megmagyarázza az olvadás egy részét, amely tavakat és folyókat hoz létre a jégtakaró alatt. Bár a hőforrás nem új és nem jelent egyre nagyobb veszélyt a nyugat-antarktiszi jégtakaróra, segíthet megmagyarázni, hogy a jégtakaró miért romlott olyan gyorsan az éghajlatváltozás korábbi korszakában, és miért olyan instabil manapság.

A jégtakaró stabilitása szorosan kapcsolódik ahhoz, hogy mennyi víz éri alulról, lehetővé téve a gleccserek könnyebb elmozdulását. A Nyugat-Antarktisz alatt a olvadt víz forrásainak és jövőjének megértése fontos annak megbecsléséhez, hogy a jég melyik része fog az óceánban eltűnni a jövőben.

Az Antarktisz alapkőzetét folyók és tavak tarkítják, melyek közül a legnagyobb akkora, mint az Erie-tó. Számos tó gyorsan feltöltődik és kiürül, és a felette lévő, több száz méter vastag jeget arra kényszerítik, hogy felemelkedjenek és lesüllyedjenek, akár 6 méterrel is. A mozgás lehetővé teszi a tudósok számára, hogy megbecsüljék, hol és mennyi víz lehet az alapkőzetben.

Körülbelül harminc évvel ezelőtt a denveri Colorado Egyetem egyik tudósa azt mondta, hogy a Marie Byrd-föld alatt lévő köpenycsóva megmagyarázhatja a regionális vulkáni tevékenységet és a topográfiai boltozati jellemzőket. A legfrissebb szeizmikus képalkotási eljárások alátámasztották ezt a koncepciót. Amikor Helene Seroussi a NASA Pasadena-i Sugárhajtási Laboratóriumában (JPL) először hallotta az ötletet, először "őrültségnek" tartotta. "Nem értettem, hogyan lehetne ekkora a hőmennyiség, miközben még mindig van jég a tetején."

Miután néhány közvetlen mérést végeztek a jég alattt, Seroussi és Erik Ivins a JPL-től arra a következtetésre jutott, hogy a legjobb módszer a köpenycsóva elmélet tesztelésére a numerikus modellezés. A JPL és a Kaliforniai Egyetem kutatói által kifejlesztett Jégtakaró Rendszer Modellt (ISSM) használták, amely a jéglemezek fizikájának numerikus ábrázolására szolgál. Seroussi javított az ISSM-en, hogy rögzítse a fagyás, az olvadás és fagyás okozta hőátadás és hőszállítás természetes folyamatait.

Annak érdekében, hogy a modell reális legyen, a tudósok megfigyeléseket végeztek a NASA IceSat műholdja és a levegőben működő Operation IceBridge kutató repülőgépeinek segítségével a jégtakaró felszínének változásairól.

Megállapították, hogy a köpenycsóvából származó áramlási energia nem haladhatja meg a 150 milliwattot négyzetméterenként. Összehasonlításképpen, a vulkáni aktivitással nem rendelkező amerikai régiókban a Föld köpenyéből származó hőáram 40-60 milliwatt. A Yellowstone Nemzeti Parkban - a jól ismert geotermikus forrópontban - az alatta lévő hő körülbelül 200 milliwatt per négyzetméter, ami az egész park esetében átlagolódik, bár az egyes geotermikus jellemzők, mint például a gejzírek sokkal forróbbak.

Seroussi és Ivins szimulációi, amelyek 150 milliwatt per négyzetméter feletti hőáramlást alkalmaztak, túlságosan sok olvadást mutattak, hogy kompatibilisek legyenek a űrben mért adatokkal, kivéve egy helyszínt: egy szárazföldi területet a Ross-tengeren, amely intenzív vízfolyásairól ismert. Ez a térség legalább 150-180 milliwatt per négyzetméteres hőáramot igényel, hogy megegyezzen a megfigyelésekkel. Azonban a szeizmikus képalkotás azt mutatta, hogy a köpenyhő ezen a térségen keresztül elérheti a jégtáblát egy szakadékon, azaz egy törésen keresztül a Föld kérgében, ami olyan, mint amilyen például az afrikai Nagy-hasadékvölgy.

Úgy gondolják, hogy a köpenycsóvák a forró kőzet keskeny áramlatai, melyek a Föld köpenye felől emelkednek fel, és a kéreg alatt a gomba alakban szétszóródnak. A részben megolvadt anyag felhajtóereje a kéreg felemelkedését okozza. Az 1970-es években a köpenycsóvák elméletét javasolták a geotermikus aktivitás magyarázatára, amelyek messze találhatók egy tektonikus lemez határtól, mint például Hawaii és a Yellowstone esetében.

A Marie Byrd-föld köpenycsóvája 50-110 millió évvel ezelőtt alakult ki, jóval azelőtt, hogy a Nyugat-Antarktisz jéglemeze létrejött volna. Az utolsó jégkorszak végén mintegy 11000 évvel ezelőtt a jégtakaró egy gyors, tartós jégveszteséget szenvedetett el, amikor a globális időjárási mintázatok és az emelkedő tengerszint közelebb vitte a meleg vizet a jégtakaróhoz - ahogy az ma is történik. Seroussi és Ivins azt sugallják, hogy a köpenycsóva megkönnyítheti ezt a gyors veszteséget. (1)

Tanulmányukat a Journal of Geophysical Research: Solid Earth című tudományos folyóiratban tették közzé. (2)

(1) - https://www.nasa.gov/feature/jpl/hot-news-from-the-antarctic-underground
(2) - http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017JB014423/full