남극 빙상 아래에는 강과 호수로 덮인 대륙이 있으며, 그 중 가장 큰 호수는 이리 호수입니다. 정기적으로 1 년 동안 빙상은 녹아서 다시 얼어 붙어 호수와 강이 주기적으로 물을 빠르게 채우고 배출합니다. 이 과정을 통해 남극 대륙의 얼어 붙은 표면이 미끄러 져서 6 미터 (20 피트) 정도 올라가거나 떨어질 수 있습니다.
NASA의 제트 추진 연구소 (Jet Propulsion Laboratory)의 연구원들이 이끄는 새로운 연구에 따르면 마리 버드 랜드 (Marie Byrd Land)라고 알려진이 지역 아래에 맨틀 깃털이있을 수 있습니다. 이 지열 열원의 존재는 시트 아래에서 발생하는 일부 용융 및 오늘날 불안정한 이유를 설명 할 수 있습니다. 또한 이전 기후 변화 기간 동안 과거에 어떻게 시트가 급격히 붕괴되었는지를 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.
“빙상 기초 조건에 서 남극 맨틀 깃털의 영향”이라는 제목의 연구는 최근에 지구 물리학 저널 : 고체 지구. 이 연구팀은 제트 추진 연구소의 Helene Seroussi가 이끌 었으며, 워싱턴 대학 지구 및 행성 과학부와 독일 헬름홀츠 센터의 Alfred Wegener Institute의 연구원들로부터 도움을 받았습니다.
시간이 지남에 따라 남극 대륙의 빙상 운동은 지구 과학자들에게 항상 관심의 대상이었습니다. 과학자들은 빙상이 상승 및 하강하는 속도를 측정함으로써베이스에서 물이 녹는 위치와 양을 추정 할 수 있습니다. 이 측정으로 인해 과학자들은 처음으로 남극 대륙의 얼어 붙은 표면 아래에 열원이 있는지 추측하기 시작했습니다.
Marie Byrd Land에 맨틀 깃털이 존재한다는 제안은 30 년 전에 콜로라도 덴버 대학 (University of Colorado Denver)의 과학자 인 Wesley E. LeMasurier가 처음으로 제안한 것입니다. 그가 수행 한 연구에 따르면, 이것은 지역 화산 활동과 지형 돔 특징에 대한 가능한 설명을 구성했다. 그러나 최근에는 지진 영상 조사가이 맨틀 깃털에 대한지지 증거를 제공 한 것이 최근의 일이었다.
그러나 Marie Byrd Land 아래의 지역에 대한 직접적인 측정은 현재 불가능합니다. 따라서 JPL의 Seroussi와 Erik Ivins가 얼음 시트 시스템 모델 (ISSM)에 의존하여 깃털의 존재를 확인했습니다. 이 모델은 본질적으로 JPL과 캘리포니아 얼바인 대학의 과학자들에 의해 개발 된 빙상의 물리학을 수치 적으로 묘사 한 것입니다.
Seroussi와 그녀의 팀은이 모델이 현실적인지 확인하기 위해 수년 동안 이루어진 빙상 고도의 변화를 관찰했습니다. 이는 NASA의 Ice, Clouds 및 Land Elevation Satellite (ICESat) 및 공수 작전 IceBridge 캠페인에 의해 수행되었습니다. 이 임무는 수년간 남극 빙상을 측정 해 왔으며, 그 결과 매우 정확한 3 차원 고도지도가 만들어졌습니다.
Seroussi는 또한 동결, 용융, 액체 물, 마찰 및 기타 공정을 초래하는 자연적인 가열 및 열 전달 원을 포함하도록 ISSM을 향상 시켰습니다. 이 결합 된 데이터는 남극 대륙의 허용 가능한 용융 속도에 강력한 제약을가했으며, 팀은 수십 개의 시뮬레이션을 실행하고 맨틀 기둥의 광범위한 위치를 테스트 할 수있었습니다.
그들이 발견 한 것은 맨틀 깃털로 인한 열유속이 평방 미터당 150 밀리 와트를 초과하지 않는다는 것입니다. 이와 비교해 볼 때 화산 활동이없는 지역은 일반적으로 40 ~ 60 밀리 와트의 토사 플럭스를 경험하는 반면 옐로 스톤 국립 공원과 같은 지열 핫스팟은 평방 미터당 평균 약 200 밀리 와트를 경험합니다.
제곱미터 당 150 밀리 와트를 초과하는 시뮬레이션을 수행 한 경우 공간 기반 데이터에 비해 용융 속도가 너무 높았습니다. 로스 해의 내륙 지역 인 한 곳을 제외하고는 강렬한 물의 흐름을 경험하는 것으로 알려져 있습니다. 이 영역은 관찰 된 용융 속도에 맞추기 위해 평방 미터당 150-180 밀리 와트 이상의 열 흐름이 필요했습니다.
이 지역의 지진 영상은 지구 맨틀의 균열을 통해 가열이 빙상에 도달 할 수 있음을 보여주었습니다. 이것도 맨틀 깃털과 일치하는데, 맨틀 깃털은 지구 맨틀을 통해 상승하고 지각 아래로 퍼지는 좁은 뜨거운 마그마 스트림이라고 생각됩니다. 이 점성 마그마는 지각 아래로 팽창하여 위로 튀어 오릅니다.
얼음이 기둥 위에 놓여있는 경우,이 공정은 열을 얼음 시트로 전달하여 상당한 용융 및 유출을 유발합니다. 결국, Seroussi와 그녀의 동료들은 표면과 지진 데이터의 조합에 근거하여 West Antarctica의 빙상 아래에있는 표면 기둥에 대한 강력한 증거를 제공합니다. 그들은 또한이 맨틀 깃털이 약 5 억에서 1 억 1 천만 년 전에 서 남극 빙상이 존재하기 훨씬 전에 형성되었다고 추정합니다.
대략 11,000 년 전, 마지막 빙하기가 끝났을 때, 빙상은 급속하고 지속적인 얼음 손실의 기간을 경험했습니다. 지구의 기상 패턴과 해수면 상승에 따라 따뜻한 물이 빙상에 더 가까이 밀려 들었습니다. Seroussi와 Irvins의 연구에 따르면 맨틀 깃털은 빙하 간 기간의 마지막 발병 과정에서와 마찬가지로 오늘날에도 이러한 급격한 손실을 촉진 할 수 있다고합니다.
서 남극에서 빙상 손실의 원인을 이해하는 것은 본질적으로 기후 변화의 영향을 예측하기 위해 얼음이 손실 될 수있는 속도를 추정하는 한 중요하다. 지구가 다시 한 번 지구 온도 변화를 겪고 있다는 점을 감안할 때 – 이번에는 인간 활동으로 인해 북극의 얼음이 얼마나 빨리 녹고 해수면이 상승하는지 알려주는 정확한 기후 모델을 만드는 것이 필수적입니다.
또한 지구의 역사와 기후 변화가 어떻게 연결되어 있으며, 이것이 지구의 진화에 어떤 영향을 미쳤는지를 이해합니다.
