Sursă de căldură sub vestul Antarcticii

Un nou studiu al NASA aduce noi dovezi că o sursă de căldură geotermală se află adânc sub Marie Byrd Land din Antarctica, explicând astfel o parte din topirea care creează lacuri şi râuri sub mantaua de gheaţă. Deşi sursa de căldură nu reprezintă o ameninţare nouă pentru întinderea de gheaţă din Antarctica de Vest, aceasta poate explica de ce stratul de gheaţă s-a micşorat rapid la începutul epocii schimbărilor climatice actuale şi de ce este astăzi atât de instabil.

Stabilitatea unui strat de gheaţă este strâns legată de cantitatea de apă care o lubrifiază de jos, proces care permite gheţarilor să alunece mai uşor. Înţelegerea surselor şi a viitorului apelor topite din vestul Antarcticii este importantă pentru estimarea ratei în care gheaţa se poate pierde în ocean pe parcursul următorilor ani.

Stratul de rocă solidă antarctic este acoperit cu râuri şi lacuri, dintre care cel mai mare este mărimea lacului Erie. Multe lacuri se umflă şi se golesc rapid, forţând suprafaţa gheţii la mii de metri deasupra lor să se ridice şi să scadă cu până la 6 metri. Mişcarea permite oamenilor de ştiinţă să estimeze unde şi ce cantitate de apă există la bază.

Potrivit unui comunicat de presă al NASA, „pene de manta” aflate adânc sub Marie Byrd Land din Antarctica explică o parte din instabilitatea care afectează stratul de gheaţă. „Pana de manta” reprezintă o regiune îngustă din manta, mai fierbinte decât mantaua din jur. Diferenţa de temperatură permite ca materialul fierbinte din manta (magma) să se ridice la suprafaţă şi apoi să se extindă sub crustă. Deoarece aceasta materie este foarte fierbinte, determină umflarea crustei.

Acum, potrivit unui studiu publicat în Journal of Geophysical Research: Solid Earth, este vorba, cel mai probabil, despre un hotspot – o zonă cu o temperatură relativ ridicată în comparaţie cu împrejurimile acesteia, o aglomerare de magmă distribuită sub forma unui penaj sub manta, care arde crusta şi naşte vulcani. Flotabilitatea materialului din crustă face ca scoarţa terestră să se îndoaie în sus.

Teoria penelor de manta a fost formulată în urmă cu 30 de ani de un om de ştiinţă de la Universitatea din Colorado, Denver, care a sugerat că o pană de manta ar putea fi sursa de căldură din regiunea Marie Byrd şi ea ar fi responsabilă de activitatea vulcanică regională şi de caracteristica topografică a locului. Teoria a fost aplicată în anii 1970 şi pentru a explica activitatea geotermală care se produce departe de limita unei plăci tectonice, cum ar fi Hawaii şi Yellowstone.

Până acum, această zonă în sine nu a fost identificată, fiind dedusă doar din activitatea de la suprafaţă. Măsurătorile seismice foarte recente au susţinut acest concept. Când Helene Seroussi de la Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California, a decis să verifice această teorie prin modelarea numerică. Împreună cu o echipă de la JPL, a îmbunătăţit modelul Ice Sheet System Model (ISSM), o reprezentare numerică a fizicii plăcilor de gheaţă, pentru captarea surselor naturale de încălzire şi transport de căldură din zonele cu apă îngheţată, în curs de topire şi lichidă.

Pentru a se asigura că modelul a fost realist, oamenii de ştiinţă au verificat modificările în altitudinea suprafeţei de gheaţă observate prin satelit de NASA, IceSat, şi operaţiunea aeropurtată IceBridge.

Ei au descoperit că fluxul de energie din zona caldă a mantalei nu trebuie să depăşească 150 milliwaţi pe metru pătrat. Pentru comparaţie, în regiunile din SUA fără activitate vulcanică, fluxul de căldură din mantaua Pământului este de 40 până la 60 milliwaţi. Sub parcul naţional Yellowstone, SUA, – un punct bine cunoscut geotermic – căldura radiată de sub suprafaţă este de aproximativ 200 milliwaţi pe metru pătrat, medie pe întregul parc, deşi caracteristicile geotermale individuale, cum ar fi gheizerele, sunt mult mai calde.

Toate simulările au arătat că un singur loc din Antarctica este compatibil cu rezultatele numerice şi datele culese din spaţiu: o zonă în interiorul Mării Ross iar căldura din manta în această regiune poate ajunge la stratul de gheaţă printr-o fisură, adică o ruptură a crustei Pământului, aşa cum apare în Valea Rift din Africa.

Concluzia este că există o pană de manta, unde sunt cantităţi enorme de presiune şi căldură, sub Marie Byrd Land din Antarctica de Vest, formată cu mult înainte de apariţia stratului de gheaţă. La sfârşitul ultimei ere glaciale, acum 11.000 de ani, suprafaţa de gheaţă a trecut printr-o perioadă de pierdere rapidă şi persistentă a gheţii atunci când schimbările climatice globale şi creşterea nivelului mării au împins apa caldă mai aproape de straturile îngheţate – aşa cum se întâmplă astăzi. Această sursă locală de căldură s-ar fi format în urmă cu 50-110 milioane de ani, înainte chiar ca stratul de gheaţă de aici să fi existat.