Un nuevo estudio realizado por científicos de la NASA ha demostrado que una fuente de calor geotérmica llamada pluma del manto, en las profundidades de Marie Bird en la Antártida, explica el rápido derretimiento que crea lagos y ríos debajo de la capa de hielo. Si bien 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 es inestable hoy.
La estabilidad de una capa de hielo está estrechamente relacionada con la cantidad de agua que fluye desde abajo, lo que facilita el deslizamiento de los glaciares. Comprender las fuentes y el futuro del agua derretida en la Antártida Occidental es importante para evaluar la velocidad a la que el hielo puede derretirse y aumentar los niveles de agua del océano.
Los glaciares de la Antártida son inestables y están llenos de ríos y lagos, el mayor de los cuales es el lago Erie. Muchos lagos se llenan y drenan rápidamente, lo que hace que la superficie de hielo a miles de pies sobre ellos suba y baje hasta 6 metros. El movimiento permite a los científicos estimar dónde y cuánta agua debería existir.
Hace unos 30 años, un científico de la Universidad de Colorado en Denver sugirió que el calor de un penacho de manto subterráneo por Marie Bird podría explicar la actividad volcánica regional y la función topográfica de la cúpula. Imágenes sísmicas muy recientes han apoyado este concepto.
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Con las pequeñas mediciones directas que existen a lo largo del hielo, los científicos del JPL han encontrado una mejor manera de estudiar la idea de la pluma del manto a través de simulaciones numéricas. Utilizaron el modelo del sistema de capas de hielo (ISSM), una descripción numérica de la física de las capas de hielo desarrollada por científicos del JPL y la Universidad de California en Irvine.
Para asegurarse de que el modelo fuera realista, los científicos monitorearon los cambios en la superficie de la capa de hielo utilizando datos del satélite IceSat de la NASA y la campaña aérea Operación IceBridge.
Dado que se desconocían la ubicación y el tamaño de la posible pluma del manto, probaron el rango completo de lo que era físicamente posible para varios parámetros, produciendo docenas de simulaciones diferentes.
Descubrieron que el flujo de energía de la pluma del manto no debería ser superior a 150 milivatios por metro cuadrado. A modo de comparación, en las regiones de los Estados Unidos sin actividad volcánica, el flujo de calor del manto de la Tierra varía entre 40 y 60 milivatios.
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En el Parque Nacional de Yellowstone, un famoso punto de acceso geotérmico, el calor desde abajo es de alrededor de 200 milivatios por metro cuadrado como promedio en todo el parque, aunque las propiedades geotérmicas individuales, como los géiseres, son mucho más calientes.
Las simulaciones de los científicos Serucy e Ivins que utilizaron un flujo de calor superior a 150 milivatios por metro cuadrado mostraron demasiada fusión para ser consistente con los datos espaciales, excepto en un lugar: un área profunda en el Mar de Ross conocida por flujos de agua intensos. Esta área requirió un flujo de calor de al menos 150-180 milivatios por metro cuadrado. 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 ruptura en la corteza terrestre, como apareció en el Gran Valle del Rift en África.
Se cree que las plumas del manto son corrientes estrechas de roca que se elevan a través del manto de la Tierra y se extienden como una capa de hongo debajo de la corteza terrestre. La flotabilidad del material, parte del cual se derrite, hace que la corteza se abulte hacia arriba. La teoría de la pluma del manto se propuso en la década de 1970 para explicar la actividad geotérmica que ocurre lejos del límite de la placa tectónica, como Hawái y Yellowstone.
La pluma del manto de Marie Bird se formó hace 50 a 110 millones de años, mucho antes de que apareciera la capa de hielo de la Antártida Occidental. Al final de la última edad de hielo, hace unos 11.000 años, la capa de hielo atravesó un período de pérdida de hielo rápida y sostenida, cuando los cambios en las condiciones climáticas globales y el aumento del nivel del mar empujaron el agua caliente más cerca de la capa de hielo, tal como lo hace hoy.
"La presencia de este penacho del manto es importante porque sugiere que el hielo de la Antártida es más vulnerable en esta área: este calor adicional calienta el hielo, lo que sugiere una mayor debilidad ante los cambios ambientales pasados y futuros", dicen los investigadores.
