Valami alulról melegíti az Antarktisz jegét, és a NASA szerint megvan a magyarázat

Egy friss NASA-kutatás szerint az Antarktisz Marie Byrd-földje alatt mélyen egy geotermikus hőforrás, úgynevezett köpenycsóva található, ame...

Egy friss NASA-kutatás szerint az Antarktisz Marie Byrd-földje alatt mélyen egy geotermikus hőforrás, úgynevezett köpenycsóva található, amely részben felelős a jégtakaró alatti olvadásért. Ez az olvadás tavak és folyórendszerek kialakulásához vezet a jégpajzs alatt.

Bár ez a hőforrás nem új keletű, és nem jelent közvetlenül növekvő veszélyt a nyugat-antarktiszi jégtakaróra, segíthet megérteni, miért zajlott le korábban olyan gyors jégveszteség, illetve miért tekinthető a térség ma is különösen instabilnak.

A jégtakaró állapota szorosan összefügg azzal, hogy mennyi víz érkezik alulról, mivel ez elősegíti a gleccserek könnyebb csúszását. A Nyugat-Antarktisz alatti olvadékvíz forrásainak és jövőbeli alakulásának feltérképezése kulcsfontosságú ahhoz, hogy megbecsüljük, a jégtakaró mely részei veszhetnek el az óceánban a következő évszázadok során.

Az Antarktisz alapkőzetét kiterjedt tó- és folyóhálózat szövi át, amelyek közül a legnagyobb méretében az Erie-tóhoz hasonlítható. Ezek közül számos tó gyorsan megtelik, majd kiürül, és a felettük húzódó, akár több száz méter vastag jégréteget is mozgásra kényszerítik, helyenként akár hatméteres emelkedést és süllyedést okozva. Ezek a mozgások lehetőséget adnak a kutatóknak arra, hogy következtessenek az alapkőzetben található víz mennyiségére és eloszlására.

Mintegy harminc évvel ezelőtt a Colorado Egyetem egyik denveri kutatója vetette fel, hogy a Marie Byrd-föld alatti köpenycsóva magyarázatot adhat a térség vulkanikus aktivitására és a felszín domborulataira. A legújabb szeizmikus képalkotási technikák azóta alátámasztották ezt az elképzelést. Amikor Helene Seroussi, a NASA pasadenai Sugárhajtási Laboratóriumának (JPL) kutatója először hallott erről az elméletről, kezdetben "őrült ötletnek" tartotta. "Nem értettem, hogyan lehet ilyen mértékű hő jelen, miközben még mindig vastag jégréteg borítja a területet," – fogalmazott. (1)

Miután közvetlen méréseket végeztek a jég alatti környezetben, Seroussi és a JPL munkatársa, Erik Ivins arra jutottak, hogy a köpenycsóva hipotézis vizsgálatának legjobb módja a numerikus modellezés. Ehhez a JPL és a Kaliforniai Egyetem által fejlesztett Jégtakaró Rendszer Modellt (ISSM) alkalmazták, amely a jéglemezek fizikai viselkedését szimulálja. Seroussi továbbfejlesztette a modellt, hogy pontosabban leírja a fagyás, olvadás és az ezekhez kapcsolódó hőátadási folyamatok természetes működését.

A modell hitelességének biztosítása érdekében a kutatók a NASA IceSat műholdja, valamint az Operation IceBridge légi mérési program adatain keresztül figyelték meg a jégtakaró felszínének változásait.

Eredményeik szerint a köpenycsóvából származó hőáram nem lehet nagyobb 150 milliwattnál négyzetméterenként. Összehasonlításképpen: az Egyesült Államok vulkáni szempontból nyugodt területein a földköpenyből érkező hőáram általában 40–60 milliwatt. A Yellowstone Nemzeti Parkban – amely ismert geotermikus forrópont – az átlagos hőáram körülbelül 200 milliwatt négyzetméterenként, bár az egyes geotermikus jelenségek, például a gejzírek ennél jóval intenzívebbek.

Seroussi és Ivins szimulációi azt mutatták, hogy a 150 milliwatt per négyzetmétert meghaladó hőáram túlzott olvadást eredményezett, amely nem egyezett a műholdas megfigyelésekkel – egyetlen kivétellel. Ez a kivétel egy szárazföldi terület volt a Ross-tenger közelében, amely erőteljes vízáramlásairól ismert. Itt legalább 150–180 milliwatt per négyzetméteres hőáram szükséges ahhoz, hogy a modell összhangban legyen a mérésekkel. A szeizmikus vizsgálatok arra utalnak, hogy ezen a helyen a köpenyhő egy törésvonalon, a földkéreg egy szakadékán keresztül juthat fel a jég alá, hasonlóan az afrikai Nagy-hasadékvölgyhöz.

A köpenycsóvákat általában a forró kőzet keskeny, felfelé áramló oszlopaiként írják le, amelyek a Föld köpenyéből emelkednek fel, majd a kéreg alatt gombaszerűen szétterülnek. A részben megolvadt anyag felhajtóereje a kéreg kiemelkedését idézi elő. Az elméletet az 1970-es években dolgozták ki, hogy magyarázatot adjon az olyan, lemezszegélyektől távoli geotermikus jelenségekre, mint Hawaii vagy a Yellowstone térsége.

A Marie Byrd-föld alatti köpenycsóva 50–110 millió évvel ezelőtt alakult ki, jóval azelőtt, hogy a nyugat-antarktiszi jégtakaró létrejött volna. Az utolsó jégkorszak lezárultakor, mintegy 11 000 évvel ezelőtt, a jégtakaró gyors és tartós tömegvesztést szenvedett el, amikor a globális éghajlati változások és az emelkedő tengerszint melegebb óceáni vizeket juttattak a jég közelébe – hasonló folyamat zajlik napjainkban is. Seroussi és Ivins szerint a köpenycsóva jelenléte elősegíthette ezt a gyors jégveszteséget. (2)


(1) - https://www.nasa.gov/feature/jpl/hot-news
(2) - http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.100