Un nuevo estudio de la NASA agrega evidencia de que una fuente de calor geotérmica llamada pluma del manto se encuentra muy por debajo de la Tierra Marie Byrd de la Antártida. explicando parte del deshielo que crea lagos y ríos debajo de la capa de hielo. Aunque la fuente de calor no es una amenaza nueva o creciente para la capa de hielo de la Antártida Occidental, puede ayudar a explicar por qué la capa de hielo se derrumbó rápidamente en una era anterior de rápido cambio climático, y por qué es tan inestable hoy.

La estabilidad de una capa de hielo está estrechamente relacionada con la cantidad de agua que la lubrica desde abajo, permitiendo que los glaciares se deslicen más fácilmente. Comprender las fuentes y el futuro del agua de deshielo bajo la Antártida Occidental es importante para estimar la velocidad a la que se puede perder hielo en el océano en el futuro.

El lecho rocoso de la Antártida está rodeado de ríos y lagos, el más grande de los cuales es el tamaño del lago Erie. Muchos lagos se llenan y drenan rápidamente, obligando a la superficie de hielo a miles de pies por encima de ellos a subir y bajar hasta 20 pies (6 metros). El movimiento permite a los científicos estimar dónde y cuánta agua debe existir en la base.

Hace unos 30 años, un científico de la Universidad de Colorado en Denver sugirió que el calor de una pluma del manto bajo la Tierra Marie Byrd podría explicar la actividad volcánica regional y una característica de domo topográfico. Imágenes sísmicas muy recientes han apoyado este concepto. Cuando Hélène Seroussi del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, escuché por primera vez la idea, sin embargo, "Pensé que era una locura, ", dijo." No veía cómo podríamos tener esa cantidad de calor y todavía tener hielo encima ".

Con pocas mediciones directas existentes debajo del hielo, Seroussi y Erik Ivins de JPL concluyeron que la mejor manera de estudiar la idea de la pluma del manto era mediante modelos numéricos. Usaron el Modelo del Sistema de Capa de Hielo (ISSM), una descripción numérica de la física de las capas de hielo desarrollada por científicos del JPL y la Universidad de California, Irvine. Seroussi mejoró el ISSM para capturar las fuentes naturales de calefacción y el transporte de calor de la congelación, agua derretida y líquida; fricción; y otros procesos.

Para asegurar que el modelo fuera realista, Los científicos se basaron en observaciones de cambios en la altitud de la superficie de la capa de hielo realizadas por el satélite IceSat de la NASA y la campaña aérea Operación IceBridge. "Estos imponen una restricción poderosa a las tasas de fusión permitidas, precisamente lo que queríamos predecir, "Dijo Ivins. Dado que la ubicación y el tamaño de la posible pluma del manto eran desconocidos, probaron una gama completa de lo que era físicamente posible para múltiples parámetros, produciendo docenas de simulaciones diferentes.

Descubrieron que el flujo de energía de la pluma del manto no debe superar los 150 milivatios por metro cuadrado. Para comparacion, en regiones de EE. UU. sin actividad volcánica, el flujo de calor del manto de la Tierra es de 40 a 60 milivatios. Debajo del Parque Nacional de Yellowstone, un conocido punto caliente geotérmico, el calor desde abajo es de aproximadamente 200 milivatios por metro cuadrado promediado en todo el parque. aunque las características geotérmicas individuales, como los géiseres, son mucho más calientes.

Las simulaciones de Seroussi e Ivins que utilizaron un flujo de calor superior a 150 milivatios por metro cuadrado mostraron demasiada fusión para ser compatible con los datos basados ​​en el espacio. excepto en un lugar:un área tierra adentro del Mar de Ross conocida por intensos flujos de agua. Esta región requirió un flujo de calor de al menos 150-180 milivatios por metro cuadrado para estar de acuerdo con las observaciones. Sin embargo, Las imágenes sísmicas han demostrado que el calor del manto en esta región puede llegar a la capa de hielo a través de una grieta. es decir, una fractura en la corteza terrestre como aparece en el Gran Valle del Rift de África.

Se cree que las plumas del manto son corrientes estrechas de roca caliente que se elevan a través del manto de la Tierra y se extienden como un casquete en forma de hongo debajo de la corteza. La flotabilidad del material, algo de él fundido, hace que la corteza se abulte hacia arriba. La teoría de las plumas del manto se propuso en la década de 1970 para explicar la actividad geotérmica que ocurre lejos del límite de una placa tectónica. como Hawaii y Yellowstone.

La pluma del manto de Marie Byrd Land se formó hace 50 a 110 millones de años, mucho antes de que existiera la capa de hielo de la Antártida Occidental. Al final de la última edad de hielo alrededor de los 11, 000 años atrás, la capa de hielo pasó por un período de rápido, pérdida sostenida de hielo cuando los cambios en los patrones climáticos globales y el aumento del nivel del mar empujaron el agua caliente más cerca de la capa de hielo, tal como está sucediendo hoy. Seroussi e Ivins sugieren que la pluma del manto podría facilitar este tipo de pérdida rápida.

Su papel "Influencia de una pluma del manto antártico occidental en las condiciones basales de la capa de hielo, "fue publicado en el Revista de investigación geofísica:Tierra sólida .