NASA: n tutkijoiden uusi tutkimus on osoittanut, että geoterminen lämmönlähde, jota kutsutaan vaippaputkeksi, syvälle maanalaiseen Marie Birdiin Antarktikaan, selittää nopean sulamisen, joka aiheuttaa järvien ja jokien jään alla. Vaikka lämmönlähde ei ole uusi tai kasvava uhka Länsi-Etelämantereen jäälevylle, se voi auttaa selittämään miksi jäälevy on epävakaa tänään.
Jäälevyn stabiilisuus liittyy läheisesti siihen, kuinka paljon vettä virtaa alhaalta, mikä tekee jäätiköistä helpomman liukumisen. Länsi-Antarktisen sulavesien lähteiden ja tulevaisuuden ymmärtäminen on tärkeää arvioitaessa nopeutta, jolla jää voi sulaa ja nostaa valtameren vesitasoja.
Etelämantereen jäätiköt ovat epävakaita ja täynnä jokia ja järviä, joista suurin on Erie-järvi. Monet järvet täyttyvät ja tyhjenevät nopeasti, jolloin jääpinta tuhansien jalkojen yläpuolella nousee ja putoaa jopa 6 metriä. Liikkeen avulla tutkijat voivat arvioida missä ja kuinka paljon vettä tulisi olla.
Noin 30 vuotta sitten Colorado Denverin yliopiston tutkija ehdotti, että Marie Birdin maanalaisesta vaipanpinnasta tuleva lämpö voisi selittää kupolin alueellisen tulivuoren toiminnan ja topografisen toiminnan. Aivan viimeaikainen seisminen kuvaus on tukenut tätä käsitettä.
JPL: n pienillä suorilla mittauksilla, JPL: n tutkijat ovat keksineet paremman tavan tutkia vaipan sulku -ideaa numeeristen simulaatioiden avulla. He käyttivät Ice Sheet System -mallia (ISSM), JPL: n ja Kalifornian yliopiston Irvinein tutkijoiden kehittämää numeerista kuvausjäälevyjen fysiikasta.
Varmistaaksesi mallin realistisuuden, tutkijat seurasivat jäälevyn pinnan muutoksia NASA: n IceSat-satelliitin ja operaation IceBridge-ilmakampanjan tietojen perusteella.
Koska mahdollisen vaippavirran sijainti ja koko eivät olleet tiedossa, he testasivat useita parametrejä, mikä oli fyysisesti mahdollista, tuottaen kymmeniä erilaisia simulaatioita.
He havaitsivat, että vaippavirtaan tulevan energian virtauksen tulisi olla enintään 150 milliwattia neliömetriltä. Vertailun vuoksi voidaan todeta, että Yhdysvaltojen alueilla, joilla ei ole vulkaanista aktiivisuutta, lämpövirta Maan vaipasta vaihtelee 40 - 60 milliwattia.
Mainosvideo:
Yellowstonen kansallispuistossa - kuuluisassa geotermisessä hotspotissa - lämpö alhaalta on noin 200 milliwattia neliömetriltä keskimäärin koko puistossa, vaikka yksittäiset geotermiset ominaisuudet, kuten geyserit, ovat paljon kuumempia.
Tutkijoiden Serucyn ja Ivinin simulaatiot, jotka käyttivät lämpövirtausta yli 150 milliwattia neliömetriä kohden, osoittivat liikaa sulamista, jotta se olisi johdonmukainen avaruuspohjaisten tietojen kanssa paitsi yhdessä paikassa: Rossinmeren syvä alue, joka tunnetaan voimakkaista vesivirtauksista. Tämä alue vaati lämpövirtauksen, joka oli vähintään 150-180 milliwattia neliömetriltä. Seismiset kuvaukset ovat kuitenkin osoittaneet, että vaipan lämpö voi tällä alueella päästä jäälevyyn raon kautta, toisin sanoen maankuoren murtuman, kuten ilmeni Afrikan Suurten Riftin laaksossa.
Vaippaputkien ajatellaan olevan kapeita kivivirtauksia, jotka nousevat maapallon vaipan läpi ja leviävät sienten korkkina maankuoren alle. Materiaalin kelluvuus, josta osa on sulanut, aiheuttaa kuoren pullistumisen ylöspäin. Vaippavirtateoriaa ehdotettiin 1970-luvulla selittämään geoterminen aktiivisuus, joka tapahtuu kaukana tektonisen levyn rajasta, kuten Havaiji ja Yellowstone.
Marie Birdin vaippaputki muodostui 50–110 miljoonaa vuotta sitten, kauan ennen Länsi-Antarktisen jäälehden ilmestymistä. Viimeisen jääkauden lopulla, noin 11 000 vuotta sitten, jäälevy meni läpi nopean, jatkuvan jäänmenetyksen ajanjakson, jolloin globaalien sääolosuhteiden muutokset ja nouseva merenpinta nostivat lämpimän veden lähemmäksi jäätikköä - aivan kuten nykyään.
"Tämän vaipan suihkun läsnäolo on tärkeä, koska se viittaa siihen, että Antarktikan jää on haavoittuvampi tällä alueella: tämä ylimääräinen lämpö kuumentaa jäätä, mikä viittaa suurempaan heikkouteen tulevaisuuden ja aiempien ympäristömuutosten edessä", tutkijat sanovat.