Antarktika buz tabakasının altında, en büyüğü Erie Gölü'nün büyüklüğü olan nehirler ve göllerle kaplı bir kıta yatıyor. Düzenli bir yıl boyunca buz tabakası erir ve yeniden donarak göllerin ve nehirlerin erimiş sudan periyodik olarak hızla dolmasına ve boşalmasına neden olur. Bu işlem, Antarktika'nın donmuş yüzeyinin kaymasını ve bazı yerlerde 6 metreye (20 feet) kadar yükselmesini ve düşmesini kolaylaştırır.
NASA’nın Jet Tahrik Laboratuvarı araştırmacıları tarafından yürütülen yeni bir araştırmaya göre, Marie Byrd Land olarak bilinen alanın altında manto tüyleri olabilir. Bu jeotermal ısı kaynağının varlığı, tabakanın altında gerçekleşen erimenin bir kısmını ve bugün neden kararsız olduğunu açıklayabilir. Ayrıca, iklim değişikliğinin önceki dönemlerinde tabakanın geçmişte nasıl hızla çöktüğünü açıklamaya yardımcı olabilir.
“Bir Batı Antarktika mantosu tüyünün buz tabakası bazal koşullarına etkisi” başlıklı çalışma, Jeofizik Araştırmaları Dergisi: Solid Earth. Araştırma ekibi, Jet Üniversitesi Laboratuarından Helene Seroussi tarafından yönetildi ve Washington Üniversitesi Yer ve Gezegen Bilimleri Bölümü'nden araştırmacıların ve Almanya'daki Helmholtz Polar ve Deniz Araştırmaları Merkezi'nin Alfred Wegener Enstitüsü'nün desteğiyle.
Antarktika'nın buz tabakasının zaman içindeki hareketi Dünya bilim insanlarına her zaman ilgi kaynağı olmuştur. Bilim adamları buz tabakasının yükselme ve düşme hızını ölçerek, tabanda nerede ve ne kadar su eridiğini tahmin edebiliyorlar. Bu ölçümler nedeniyle bilim adamları ilk önce Antarktika'nın donmuş yüzeyinin altındaki ısı kaynaklarının varlığı hakkında spekülasyon yapmaya başladı.
Marie Byrd Land altında bir manto tüyünün var olduğu teklifi ilk olarak 30 yıl önce Colorado Denver Üniversitesi'nden bir bilim adamı olan Wesley E. LeMasurier tarafından yapıldı. Yaptığı araştırmaya göre, bu bölgesel volkanik aktivite ve topografik kubbe özelliği için olası bir açıklama oluşturdu. Ancak sismik görüntüleme araştırmaları bu manto tüyleri için destekleyici kanıtlar sunmuştu.
Bununla birlikte, Marie Byrd Land'in altındaki bölgenin doğrudan ölçümleri şu anda mümkün değildir. Bu yüzden JPL'den Seroussi ve Erik Ivins, tüyün varlığını doğrulamak için Buz Tabakası Sistem Modeline (ISSM) güveniyordu. Bu model aslında JPL ve Kaliforniya Üniversitesi, Irvine'deki bilim adamları tarafından geliştirilen buz tabakasının fiziğinin sayısal bir tasviridir.
Modelin gerçekçi olmasını sağlamak için Seroussi ve ekibi, uzun yıllar boyunca yapılan buz tabakasının irtifasındaki değişikliklerin gözlemlerini yaptılar. Bunlar NASA’nın Ice, Clouds ve Land Elevation Satellite (ICESat) ve havadaki Operasyon IceBridge kampanyası tarafından yürütüldü. Bu görevler yıllardır Antarktika buz tabakasını ölçüyor ve bu da çok hassas üç boyutlu yükseklik haritalarının oluşturulmasına yol açtı.
Seroussi ayrıca ISSM'yi, donma, erime, sıvı su, sürtünme ve diğer işlemlerle sonuçlanan doğal ısıtma ve ısı taşıma kaynaklarını içerecek şekilde geliştirdi. Bu birleştirilmiş veriler Antarktika'daki izin verilen eriyik oranları üzerinde güçlü kısıtlamalar getirdi ve ekibin düzinelerce simülasyon çalıştırmasına ve manto tüyleri için çok çeşitli olası yerleri test etmesine izin verdi.
Buldukları şey, manto tüyünün neden olduğu ısı akısının metrekare başına 150 miliwatt'tan fazla olmayacağıydı. Karşılaştırıldığında, volkanik aktivitenin olmadığı bölgelerde tipik olarak 40 ila 60 miliwatt'lık bir feat akısı görülürken, Yellowstone Milli Parkı altındaki gibi jeotermal sıcak noktalar metrekare başına ortalama 200 miliwatt civarındadır.
Metrekare başına 150 milwat'ı aşan simülasyonlar gerçekleştirdiklerinde, eriyik oranı uzay bazlı verilere göre çok yüksekti. Tek bir yerde, yoğun su akışları yaşadığı bilinen Ross Denizi'nin iç kısımlarında bulunan bir alan. Bu bölge, gözlemlenen eriyik hızlarına uyması için metrekare başına en az 150 ila 180 miliwatt'lık bir ısı akışı gerektirmiştir.
Bu bölgede sismik görüntüleme, ısıtmanın Dünya'nın mantosundaki bir çatlaktan buz tabakasına ulaşabileceğini de göstermiştir. Bu da, Dünya'nın mantosundan yükselen ve kabuğun altına yayılan dar sıcak magma akıntıları olduğu düşünülen bir manto tüyüyle tutarlıdır. Bu viskoz magma daha sonra kabuğun altında balonlanır ve yukarı doğru şişmesine neden olur.
Buzun tüyün üstünde olduğu yerde, bu işlem ısıyı buz tabakasına aktarır ve önemli ölçüde erime ve akmayı tetikler. Sonunda Seroussi ve meslektaşları, Batı Antarktika'nın buz tabakasının altındaki bir yüzey tüyü için - yüzey ve sismik verilerin bir kombinasyonuna dayanan - ikna edici kanıtlar sunuyor. Ayrıca bu manto tüyünün, Batı Antarktika buz tabakasının ortaya çıkmasından çok önce, yaklaşık 50 ila 110 milyon yıl önce oluştuğunu tahmin ediyorlar.
Yaklaşık 11.000 yıl önce, son buzul çağı sona erdiğinde, buz tabakası hızlı ve sürekli bir buz kaybı dönemi yaşadı. Küresel hava modelleri ve yükselen deniz seviyeleri değişmeye başladığında ılık su buz tabakasına yaklaştı. Seroussi ve Irvins çalışması, manto tüyünün buzullararası bir dönemin son başlangıcında olduğu gibi bugün de bu tür hızlı bir kaybı kolaylaştırabileceğini göstermektedir.
Batı Antarktika altında buz tabakası kaybının kaynaklarını anlamak, buzun orada kaybedilme oranını tahmin etmek kadar önemlidir, bu da iklim değişikliğinin etkilerini tahmin etmektir. Dünya'nın bir kez daha küresel sıcaklık değişimlerinden geçtiği göz önüne alındığında - bu sefer, insan aktivitesi nedeniyle - kutup buzunun ne kadar hızlı eriyeceğini ve deniz seviyelerinin yükseleceğini bize bildirecek doğru iklim modelleri oluşturmak önemlidir.
Ayrıca gezegenimizin tarihinin ve iklim değişimlerinin nasıl bağlantılı olduğu ve bunların jeolojik evrimi üzerinde ne gibi etkileri olduğu konusundaki anlayışımızı da bilgilendirir.
