Pod antarktickým ledovým štítem leží kontinent, který je pokryt řekami a jezery, z nichž největší je velikost jezera Erie. V průběhu běžného roku se ledová vrstva roztaví a znovu zmrzne, což způsobuje, že se jezera a řeky pravidelně plní a rychle odtékají z roztavené vody. Tento proces usnadňuje zamrzlý povrch Antarktidy klouzat po okolí a stoupat a klesat na některých místech až o 6 metrů (20 stop).
Podle nové studie vedené vědci z NASA Jet Propulsion Laboratory může být pod oblastí známou jako Marie Byrd Land povlak pláště. Přítomnost tohoto geotermálního zdroje tepla by mohla vysvětlit některé tání, ke kterému dochází pod plachtou, a proč je dnes nestabilní. Mohlo by to také pomoci vysvětlit, jak se list v minulosti během předchozích období změny klimatu rychle zhroutil.
Studie s názvem „Vliv oblouku západního antarktického pláště na základní podmínky ledové pokrývky“ se nedávno objevila v Žurnál geofyzikálního výzkumu: Solid Earth. Výzkumný tým byl veden Helene Seroussi z Jet Propulsion Laboratory, s podporou vědců z Ústavu Země a planetárních věd na Washingtonské univerzitě a Institutu Alfreda Wegenera, Helmholtzova centra pro polární a mořský výzkum v Německu.
Pohyb antarktické ledové pokrývky v čase byl pro vědce Země vždy zdrojem zájmu. Měřením rychlosti, jakou ledová vrstva stoupá a klesá, jsou vědci schopni odhadnout, kde a kolik vody teče na základně. Právě díky těmto měřením začali vědci poprvé spekulovat o přítomnosti zdrojů tepla pod zamrzlým povrchem Antarktidy.
Návrh, že plášť Marie existuje pod zemí Marie Byrd, byl poprvé vytvořen před 30 lety Wesley E. LeMasurier, vědec z University of Colorado Denver. Podle výzkumu, který provedl, to představovalo možné vysvětlení pro regionální vulkanickou aktivitu a topografický kopulární rys. Ale teprve nedávno seismické zobrazovací průzkumy poskytly podpůrné důkazy pro tento plášť pláště.
Přímé měření regionu pod zemí Marie Byrd však v současné době není možné. Proto se Seroussi a Erik Ivins z JPL spoléhali na model Ice Sheet System (ISSM), aby potvrdili existenci oblaku. Tento model je v podstatě numerickým zobrazením fyziky ledové pokrývky, kterou vyvinuli vědci z JPL a Kalifornské univerzity v Irvine.
Aby bylo zajištěno, že model je realistický, Seroussi a její tým vycházeli z pozorování změn ve výšce ledové pokrývky provedených v průběhu mnoha let. Prováděly je družice NASA Ice, Clouds a Land Elevation Satellite (ICESat) a jejich letecká kampaň IceBridge. Tyto mise již léta měří antarktickou ledovou pokrývku, což vedlo k vytvoření velmi přesných trojrozměrných výškových map.
Seroussi také vylepšil ISSM tak, aby zahrnoval přírodní zdroje vytápění a přenosu tepla, které vedou k zamrzání, tání, kapalné vodě, tření a dalším procesům. Tato kombinovaná data způsobila silná omezení přípustných rychlostí tavení v Antarktidě a umožnila týmu provádět desítky simulací a testovat širokou škálu možných umístění pro oblak pláště.
Zjistili, že tepelný tok způsobený pláštěm pláště nepřesáhne více než 150 miliwattů na metr čtvereční. Pro srovnání, regiony, kde není žádná sopečná činnost, obvykle vykazují tok výkonu mezi 40 a 60 miliwatty, zatímco geotermální hotspoty - jako ten pod Yellowstonským národním parkem - zažívají v průměru asi 200 miliwattů na metr čtvereční.
Tam, kde prováděly simulace, které přesáhly 150 milwatů na metr čtvereční, byla rychlost tání ve srovnání s údaji o prostoru příliš vysoká. Kromě jednoho místa, které bylo oblastí vnitrozemí Rossského moře, o kterém je známo, že zažívá intenzivní toky vody. Tato oblast vyžadovala tepelný tok alespoň 150 až 180 miliwatů na metr čtvereční, aby se přizpůsobila jeho pozorovaným rychlostem tavení.
V této oblasti seismické zobrazování také ukázalo, že zahřívání by mohlo dosáhnout ledové pokrývky trhlinou v zemském plášti. To je také v souladu s pláštěm pláště, který se považuje za úzké proudy horké magmy stoupající přes zemský plášť a šířící se pod kůrou. Tato viskózní magma pak balóny pod kůrou a způsobí, že se vyboulí nahoru.
Tam, kde led leží nad vrcholem oblaku, přenáší tento proces teplo do ledového plátu, čímž dochází k významnému tání a odtoku. Nakonec Seroussi a její kolegové poskytují přesvědčivé důkazy - na základě kombinace povrchových a seismických údajů - o povrchovém oblaku pod ledovou pokrývkou Západní Antarktidy. Odhadují také, že tento plášť pláště vznikl zhruba před 50 až 110 miliony let, dlouho předtím, než vznikla ledová pokrývka Západního Antarktidy.
Zhruba před 11 000 lety, kdy skončila poslední doba ledová, došlo k období ledové pokrývky rychlým a trvalým úbytkem ledu. Jak se globální vzorce počasí a stoupající hladiny moře začaly měnit, teplá voda byla tlačena blíže k ledové pokrývce. Studie Seroussi a Irvins naznačují, že plášť pláště by dnes mohl usnadnit tento druh rychlé ztráty, stejně jako tomu bylo během posledního počátku meziaglaciálního období.
Porozumění zdrojům ztráty ledových štítů na Západní Antarktidě je důležité, pokud jde o odhad míry, v níž se tam může ztratit led, což je v podstatě předpovídat dopady změny klimatu. Vzhledem k tomu, že Země opět prochází globálními změnami teploty - tentokrát kvůli lidské činnosti - je nezbytné vytvořit přesné klimatické modely, které nám dají vědět, jak rychle se polární led roztaví a hladina moře stoupne.
Informuje také naše chápání toho, jak jsou propojeny dějiny naší planety a změny klimatu a jaký dopad měly tyto změny na její geologický vývoj.
