Undersøgelse styrker teorien om varmekilde under Antarktis

En ny NASA-undersøgelse tilføjer bevis for, at en geotermisk varmekilde kaldet en kappefane ligger dybt under Antarktis Marie Byrd Land, forklarer noget af den smeltning, der skaber søer og floder under indlandsisen. Selvom varmekilden ikke er en ny eller stigende trussel mod indlandsisen i Vestantarktis, det kan være med til at forklare, hvorfor iskappen kollapsede hurtigt i en tidligere æra med hurtige klimaændringer, og hvorfor det er så ustabilt i dag.

Stabiliteten af ​​et islag er tæt forbundet med, hvor meget vand, der smører det nedenunder, så gletsjerne lettere kan glide. Forståelse af kilderne og fremtiden for smeltevandet under Vestantarktis er vigtigt for at estimere den hastighed, hvormed is kan gå tabt for havet i fremtiden.

Antarktis grundfjeld er fyldt med floder og søer, hvoraf den største er på størrelse med Lake Erie. Mange søer fylder og dræner hurtigt, tvinger isoverfladen tusinder af fødder over dem til at stige og falde med op til 6 fod. Bevægelsen giver forskerne mulighed for at vurdere, hvor og hvor meget vand der skal eksistere ved basen.

For omkring 30 år siden, en forsker ved University of Colorado Denver foreslog, at varme fra en kappe under Marie Byrd Land kan forklare regional vulkansk aktivitet og en topografisk kuppelfunktion. Meget nylig seismisk billeddannelse har understøttet dette koncept. Da Hélène Seroussi fra NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, først hørte ideen, imidlertid, "Jeg troede, det var vanvittigt, "sagde hun." Jeg kunne ikke se, hvordan vi kunne have den mængde varme og stadig have is oven på den. "

Med få direkte målinger eksisterende under isen, Seroussi og Erik Ivins fra JPL konkluderede, at den bedste måde at studere kappefanens idé var ved numerisk modellering. De brugte Ice Sheet System Model (ISSM), en numerisk skildring af islagets fysik udviklet af forskere ved JPL og University of California, Irvine. Seroussi forbedrede ISSM til at fange naturlige varmekilder og varmetransport fra frysning, smeltende og flydende vand; friktion; og andre processer.

For at sikre, at modellen var realistisk, forskerne trak på observationer af ændringer i højden af ​​indlandsisens overflade foretaget af NASAs IceSat -satellit og luftbårne Operation IceBridge -kampagne. "Disse sætter en kraftig begrænsning på tilladte smeltehastigheder - netop det, vi ønskede at forudsige, "Sagde Ivins. Da placeringen og størrelsen af ​​den mulige kappe var ukendt, de testede en hel række af, hvad der var fysisk muligt for flere parametre, producerer snesevis af forskellige simuleringer.

De fandt ud af, at strømmen af ​​energi fra kappe -plummen ikke må være mere end 150 milliwatt pr. Kvadratmeter. Til sammenligning, i amerikanske regioner uden vulkansk aktivitet, varmestrømmen fra Jordens kappe er 40 til 60 milliwatt. Under Yellowstone National Park-et velkendt geotermisk sted-er varmen nedenunder omkring 200 milliwatt pr. Kvadratmeter i gennemsnit over hele parken, selvom individuelle geotermiske træk såsom gejsere er meget varmere.

Seroussi og Ivins' simuleringer med en varmestrøm på mere end 150 milliwatt pr. kvadratmeter viste for meget smeltning til at være kompatibel med de rumbaserede data, undtagen på ét sted:et område inde i Rosshavet kendt for intense vandstrømme. Denne region krævede en varmestrømning på mindst 150-180 milliwatt pr. Kvadratmeter for at være enig i observationerne. Imidlertid, seismisk billeddannelse har vist, at kappevarme i denne region kan nå indlandsisen gennem en sprække, det er, et brud i jordskorpen, som forekommer i Afrikas store sprækkedal.

Man antager, at kappe -fjer er smalle strømme af varm sten, der stiger op gennem jordens kappe og breder sig ud som en svampehætte under skorpen. Materialets opdrift, noget af det smeltede, får skorpen til at bule opad. Teorien om kappefaner blev foreslået i 1970'erne for at forklare geotermisk aktivitet, der forekommer langt fra grænsen til en tektonisk plade, såsom Hawaii og Yellowstone.

Marie Byrd Land kappe -plume dannet for 50 til 110 millioner år siden, længe før den vestantarktiske indlandsis kom til. I slutningen af ​​den sidste istid omkring 11, For 000 år siden, indlandsisen gennemgik en periode med hurtig, vedvarende istab, når ændringer i globale vejrmønstre og stigende havniveau skubber varmt vand tættere på iskappen - ligesom det sker i dag. Seroussi og Ivins foreslår, at kappe -fjerdet kunne lette denne form for hurtigt tab.

Deres papir, "Indflydelse af en vestantarktisk kappefane på iskappens basale forhold, "blev offentliggjort i Journal of Geophysical Research:Solid Earth .