Zem Antarktikas ledus slāņa atrodas kontinents, ko sedz upes un ezeri, no kuriem lielākais ir Erijas ezers. Parasta gada laikā ledus loksne kūst un uzkarst, liekot ezeriem un upēm periodiski piepildīties un strauji izplūst no kausētā ūdens. Šis process Antarktīdas sasalušajai virsmai ļauj vieglāk slīdēt apkārt, kā arī dažviet pacelties un nokrist pat par 6 metriem (20 pēdām).
Saskaņā ar jaunu pētījumu, ko vada NASA reaktīvo dzinēju laboratorijas pētnieki, zem apgabala, kas pazīstams kā Marie Byrd Land, var būt mantijas apspiešana. Šī ģeotermālā siltuma avota klātbūtne varētu izskaidrot dažus kausējumus, kas notiek zem loksnes, un kāpēc tas šodien ir nestabils. Tas varētu arī palīdzēt izskaidrot, kā iepriekš strauji sabruka lapa iepriekšējos klimata pārmaiņu periodos.
Pētījums ar nosaukumu “Rietumantarktīdas mantijas krājuma ietekme uz ledus pamatnes apstākļiem” nesen parādījās Ģeofizisko pētījumu žurnāls: Cieta Zeme. Pētniecības komandu vadīja Helēna Seroussi no reaktīvo dzinēju vilkšanas laboratorijas, izmantojot atbalstu no Vašingtonas universitātes Zemes un planētu zinātnes departamenta un Alfrēda Vegenera institūta, Helmholtz polāro un jūras pētījumu centra Vācijā.
Antarktīdas ledus kārtas kustība laika gaitā vienmēr ir izraisījusi Zemes zinātnieku interesi. Izmērot ledus loksnes celšanās un krišanas ātrumu, zinātnieki var noteikt, kur un cik daudz ūdens kūst pamatnē. Šo mērījumu dēļ zinātnieki vispirms sāka spekulēt par siltuma avotu klātbūtni zem Antarktīdas aizsalušās virsmas.
Ierosinājumu, ka Marijas Bēdas zemes valdījumā pastāv mantiņas, vispirms pirms 30 gadiem izteica Denveras Kolorādo universitātes zinātnieks Veslijs E. LeMasurjērs. Saskaņā ar viņa veikto pētījumu tas bija iespējams skaidrojums reģionālajai vulkāniskajai aktivitātei un topogrāfiskā kupola iezīme. Bet pavisam nesen seismisko attēlu apsekojumi piedāvāja apstiprinošus pierādījumus par šo mantijas niecīgumu.
Tomēr tiešie mērījumi reģionā, kas atrodas zem Marijas Bērta zemes, pašlaik nav iespējami. Tāpēc Seroussi un Erik Ivins no JPL paļāvās uz Ice Sheet System Model (ISSM), lai apstiprinātu plūmes esamību. Šis modelis būtībā ir ledus loksnes fizikas skaitlisks attēlojums, kuru izstrādājuši JPL un Kalifornijas universitātes Irvine zinātnieki.
Lai pārliecinātos, ka modelis ir reālistisks, Seroussi un viņas komanda balstījās uz novērojumiem par daudzu gadu laikā notikušajām ledus augstuma izmaiņām. Tos veica NASA Ledus, mākoņu un zemes pacēluma satelīts (ICESat) un viņu operācija no gaisa IceBridge. Šīs misijas gadiem ilgi mērīja Antarktikas ledus lapu, un tas ļāva izveidot ļoti precīzas trīsdimensiju pacēluma kartes.
Seroussi arī uzlaboja ISSM, iekļaujot dabiskos apkures un siltuma transporta avotus, kas izraisa sasalšanu, kušanu, šķidru ūdeni, berzi un citus procesus. Šie apvienotie dati radīja spēcīgus ierobežojumus pieļaujamajai kausēšanas pakāpei Antarktīdā un ļāva komandai veikt desmitiem simulāciju un pārbaudīt plašu iespējamo mantijas plūsmas vietu klāstu.
Viņi secināja, ka siltumplūde, ko rada mantijas plūsma, nepārsniegs vairāk kā 150 milvatu uz kvadrātmetru. Salīdzinājumam, reģionos, kur nav vulkānisko aktivitāšu, raksturīga strauja plūsma no 40 līdz 60 milvatiem, turpretī ģeotermiskajos karstajos punktos - piemēram, kā zem Jeloustonas Nacionālajā parkā - vidēji ir apmēram 200 milivatu uz kvadrātmetru.
Tur, kur viņi veica simulācijas, kas pārsniedza 150 milvatu uz kvadrātmetru, kušanas ātrums bija pārāk augsts, salīdzinot ar kosmosa datiem. Izņemot vienu vietu, kas bija teritorija Ross jūrā, kas, kā zināms, piedzīvo intensīvas ūdens plūsmas. Šim reģionam bija nepieciešama siltuma plūsma vismaz no 150 līdz 180 milivatu uz kvadrātmetru, lai tas atbilstu novērotajiem kausēšanas ātrumiem.
Šajā reģionā seismiskā attēlveidošana ir arī parādījusi, ka sildīšana var sasniegt ledus lapu ar Zemes apvalka plaisas palīdzību. Arī tas saskan ar mantijas slāni, kas, domājams, ir šauras karstas magmas straumes, kas paceļas cauri Zemes mantijai un izplatās zem garozas. Pēc tam šī viskozā magma balo zem garozas un liek tai izspiesties uz augšu.
Ja ledus atrodas virs dūmenes, šis process siltumu nodod ledus loksnē, izraisot ievērojamu kušanu un noteci. Noslēgumā Seroussi un viņas kolēģi sniedz pārliecinošus pierādījumus - pamatojoties uz virsmas un seismisko datu kombināciju - par virsmas plūdi zem Rietumantarktikas ledus kārtas. Viņi arī lēš, ka šis mantijas slānis izveidojās aptuveni pirms 50 līdz 110 miljoniem gadu, ilgi pirms Rietumantarktīdas ledus loksnes parādīšanās.
Aptuveni pirms 11 000 gadiem, kad beidzās pēdējais ledus laikmets, ledus lapa piedzīvoja ātru, ilgstošu ledus zudumu periodu. Tā kā globālie laika apstākļi un jūras līmeņa celšanās sāka mainīties, siltais ūdens tika virzīts tuvāk ledus loksnei. Seroussi un Irviņa pētījums liecina, ka mantijas plūme šodien varētu atvieglot šāda veida straujus zaudējumus, līdzīgi kā tas notika pēdējā starpledus perioda sākumā.
Izpratne par ledus loksnes zuduma avotiem Rietumantarktīdā ir svarīga, lai novērtētu ledus zuduma ātrumu tur, kas galvenokārt ir paredzēts klimata pārmaiņu ietekmes prognozēšanai. Ņemot vērā to, ka Zeme atkal piedzīvo globālās temperatūras izmaiņas - šoreiz cilvēka darbības dēļ -, ir svarīgi izveidot precīzus klimata modeļus, kas ļaus mums uzzināt, cik ātri izkusīs polārais ledus un paaugstināsies jūras līmenis.
Tas arī sniedz informāciju par mūsu izpratni par to, kā mūsu planētas vēsture un klimata izmaiņas ir saistītas un kā tām bija ietekme uz tās ģeoloģisko attīstību.
