Debajo de la capa de hielo de la Antártida, se encuentra un continente que está cubierto por ríos y lagos, el más grande de los cuales es del tamaño del lago Erie. En el transcurso de un año normal, la capa de hielo se derrite y se vuelve a congelar, lo que hace que los lagos y ríos se llenen periódicamente y se drenen rápidamente del agua derretida. Este proceso facilita que la superficie congelada de la Antártida se deslice y suba y baje en algunos lugares hasta 6 metros (20 pies).
De acuerdo a un nuevo estudio dirigido por investigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, puede haber una pluma de manto debajo del área conocida como Marie Byrd Land. La presencia de esta fuente de calor geotérmica podría explicar parte del derretimiento que tiene lugar debajo de la capa y por qué es inestable hoy. También podría ayudar a explicar cómo la lámina colapsó rápidamente en el pasado durante períodos anteriores de cambio climático.
El estudio, titulado “Influencia de una pluma del manto de la Antártida Occidental en las condiciones basales de la capa de hielo“, apareció recientemente en el Revista de investigación geofísica: Tierra sólida. El equipo de investigación estuvo dirigido por Helene Seroussi del Laboratorio de Propulsión a Chorro, con el apoyo de investigadores del Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de la Universidad de Washington y el Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina en Alemania.
El movimiento de la capa de hielo de la Antártida a lo largo del tiempo siempre ha sido una fuente de interés para los científicos de la Tierra. Al medir la velocidad a la que sube y baja la capa de hielo, los científicos pueden estimar dónde y cuánta agua se está derritiendo en la base. Debido a estas mediciones, los científicos comenzaron a especular sobre la presencia de fuentes de calor debajo de la superficie congelada de la Antártida.
La propuesta de que existe una pluma de manto bajo Marie Byrd Land fue hecha por primera vez hace 30 años por Wesley E. Le Masurier, un científico de la Universidad de Colorado Denver. Según la investigación que realizó, esto constituyó una posible explicación para la actividad volcánica regional y una característica de cúpula topográfica. Pero fue solo más recientemente que los estudios de imágenes sísmicas ofrecieron evidencia de apoyo para esta pluma del manto.
Sin embargo, actualmente no es posible realizar mediciones directas de la región debajo de Marie Byrd Land. Por eso, Seroussi y Erik Ivins del JPL confiaron en el Modelo de sistema de capa de hielo (ISSM) para confirmar la existencia de la pluma. Este modelo es esencialmente una representación numérica de la física de la capa de hielo, que fue desarrollado por científicos del JPL y la Universidad de California, Irvine.
Para asegurarse de que el modelo fuera realista, Seroussi y su equipo se basaron en observaciones de cambios en la altitud de la capa de hielo realizadas a lo largo de muchos años. Estos fueron realizados por la NASA Satélite de hielo, nubes y elevación de la tierra (ICESat) y sus aerotransportados Operación Puente de Hielo Campaña. Estas misiones han estado midiendo la capa de hielo de la Antártida durante años, lo que ha llevado a la creación de mapas de elevación tridimensionales muy precisos.
Seroussi también mejoró el ISSM para incluir fuentes naturales de calentamiento y transporte de calor que resultan en congelación, fusión, agua líquida, fricción y otros procesos. Estos datos combinados impusieron fuertes restricciones a las tasas de fusión permitidas en la Antártida y permitieron al equipo ejecutar docenas de simulaciones y probar una amplia gama de posibles ubicaciones para la pluma del manto.
Lo que encontraron fue que el flujo de calor causado por la pluma del manto no superaría los 150 milivatios por metro cuadrado. En comparación, las regiones donde no hay actividad volcánica normalmente experimentan un flujo de hazaña de entre 40 y 60 milivatios, mientras que los puntos calientes geotérmicos, como el que se muestra a continuación. Parque Nacional Yellowstone – experimentar un promedio de alrededor de 200 milivatios por metro cuadrado.
Donde realizaron simulaciones que excedieron los 150 milivatios por metro cuadrado, la tasa de fusión fue demasiado alta en comparación con los datos basados en el espacio. Excepto en un lugar, que era un área tierra adentro del Mar de Ross, que se sabe que experimenta intensos flujos de agua. Esta región requería un flujo de calor de al menos 150 a 180 milivatios por metro cuadrado para alinearse con sus tasas de fusión observadas.
En esta región, las imágenes sísmicas también han demostrado que el calor podría llegar a la capa de hielo a través de una grieta en el manto terrestre. Esto también es consistente con una pluma del manto, que se cree que son corrientes estrechas de magma caliente que se elevan a través del manto de la Tierra y se extienden por debajo de la corteza. Este magma viscoso luego se hincha debajo de la corteza y hace que se abulte hacia arriba.
Cuando el hielo se encuentra sobre la parte superior de la columna, este proceso transfiere calor a la capa de hielo, lo que provoca un derretimiento y una escorrentía significativos. Al final, Seroussi y sus colegas brindan evidencia convincente, basada en una combinación de datos sísmicos y de superficie, de una columna de superficie debajo de la capa de hielo de la Antártida occidental. También estiman que esta pluma del manto se formó hace aproximadamente entre 50 y 110 millones de años, mucho antes de que existiera la capa de hielo de la Antártida Occidental.
Hace aproximadamente 11.000 años, cuando terminó la última edad de hielo, la capa de hielo experimentó un período de pérdida de hielo rápida y sostenida. A medida que los patrones climáticos globales y el aumento del nivel del mar comenzaron a cambiar, el agua cálida se acercó a la capa de hielo. El estudio de Seroussi e Irvins sugiere que la pluma del manto podría estar facilitando este tipo de pérdida rápida en la actualidad, al igual que lo hizo durante el último inicio de un período interglacial.
Comprender las fuentes de la pérdida de la capa de hielo en la Antártida Occidental es importante para estimar la tasa a la que se puede perder el hielo allí, que es esencialmente para predecir los efectos del cambio climático. Dado que la Tierra está experimentando nuevamente cambios de temperatura global, esta vez debido a la actividad humana, es esencial crear modelos climáticos precisos que nos permitan saber qué tan rápido se derretirá el hielo polar y subirá el nivel del mar.
También informa nuestra comprensión de cómo se vinculan la historia de nuestro planeta y los cambios climáticos, y qué efecto tuvieron estos en su evolución geológica.
Otras lecturas: NASA, Revista de investigación geofísica
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