Гарячі струмені в мантії назвали причиною появи підлідних озер в Антарктиді

Геотермічні потоки мантії під Антарктидою можуть призводити до виникнення озер і водних потоків під Антарктичним крижаним щитом. До такого висновку прийшли американські геофізики, за допомогою чисельного моделювання оцінивши вплив мантійних плюмів на процес танення льоду в підставі антарктичних льодовиків. Робота опублікована в. Коротко про дослідження повідомляє прес-реліз NASA.

Антарктичний крижаний щит покриває 98 відсотків площі Антарктиди і є найбільшим скупченням льоду на Землі. Зараз більше половини основи всього щита знаходиться в умовах плавлення льоду, що призводить до утворення близько 65 гігатонн води на рік. Тому під антарктичними льодовиками можна виявити досить велику кількість річок і озер. При цьому, незважаючи на постійне танення льоду, за рахунок снігопадів крижаний щит знаходиться у відносно стійкому стані.

Однією з можливих причин підвищення температури у основи льодовика вчені називають геотермічні потоки в мантії і, зокрема, мантійні плюми - гарячі струмені розплавленої речовини всередині мантії, які спрямовані від центру Землі до її поверхні і відповідальні за утворення на Землі супервулканів, гарячих точок і рифтів.

Для того, щоб кількісно оцінити вплив мантійних плюмів на танення льоду, американські геофізики використовували чисельне моделювання з використанням термомеханічної моделі Антарктичного крижаного щита, яка дає можливість врахувати вплив більшості природних джерел тепла і побудувати динамічну карту водних потоків з урахуванням теплових потоків і тертя.

Зараз точне розташування мантійних плюмів під Антарктидою невідоме, тому вчені змоделювали безліч різних конфігурацій, а для підвищення ступеня достовірності в якості граничних умов для моделювання використовували дані про структуру мантії, отримані за допомогою супутникових вимірювань.

Моделювання показало, що середній потік тепла від мантії в Антарктиді не перевищує 150 міліват на квадратний метр. Для порівняння, потужність плюма під Йеллоустонським вулканом становить 200 міліват на квадратний метр. Такий потік тепла ніяк не суперечить існуванню самого Антарктичного крижаного щита (при цьому збільшення потужності призвело б до значного прискорення танення льоду). Спостерігаються ж у моделюванні геотермічні мантійні потоки призводять тільки до локального ефекту, але саме вони, найімовірніше, відповідають за танення льоду і утворення озер і річок під крижаним щитом. Автори роботи стверджують, що природне обмеження максимального потоку тепла може пояснити і існуючий парадокс відсутності в Антарктиді глибоких озер.

Згідно з результатами моделювання і сейсмологічних вимірювань, єдиним місцем, де потужність плюма може перевищувати значення в 150 міліват на квадратний метр є море Росса. Можливо саме там розташовується центр найбільш потужного мантійного потоку, однак, за словами вчених, для уточнення структури геотермічних мантійних потоків під Антарктидою необхідні подальші дослідження.

Геотермічні потоки в мантії під Антарктидою не тільки підвищують її температуру і прискорюють танення льоду в підставі льодовиків, але і помітно впливають на її вулканічну активність і рельєф. Особливо помітно це вплив у Західній Антарктиді, де розташовується більшість відомих вулканів. Зараз відомо про існування в Антарктиді 138 вулканів, тривале виверження одного з яких призвело до останнього значного потепління в Південній півкулі близько 18 тисяч років тому.