Горячие струи в мантии назвали причиной появления подледных озер в Антарктиде

Карта сейсмических аномалий на глубине 150 километров под Антарктидой

Shapiro and Ritzwoller / Geophysical Journal International, 2002

Геотермические потоки мантии под Антарктидой могут приводить к возникновению озер и водных потоков под Антарктическим ледяным щитом. К такому выводу пришли американские геофизики, с помощью численного моделирования оценив влияние мантийных плюмов на процесс таяния льда в основании антарктических ледников. Работа опубликована в Journal of Geophysical Research. Кратко об исследовании сообщает пресс-релиз NASA.

Антарктический ледяной щит покрывает 98 процентов площади Антарктиды и является крупнейшим скоплением льда на Земле. Сейчас более половины основания всего щита находится в условиях плавления льда, что приводит к образованию около 65 гигатонн воды в год. Поэтому под антарктическими ледниками можно обнаружить довольно большое количество рек и озер. При этом, несмотря на постоянное таяние льда, за счет снегопадов ледяной щит находится в относительно устойчивом состоянии.

Одной из возможных причин повышения температуры у основания ледника ученые называют геотермические потоки в мантии и, в частности, мантийные плюмы — горячие струи расплавленного вещества внутри мантии, которые направлены от центра Земли к ее поверхности и ответственны за образование на Земле супервулканов, горячих точек и рифтов.

Для того, чтобы количественно оценить влияние мантийных плюмов на таяние льда, американские геофизики использовали численное моделирование с использованием термомеханической модели Антарктического ледяного щита, которая дает возможность учесть влияние большинства естественных источников тепла и построить динамическую карту водных потоков с учетом тепловых потоков и трения.

Сейчас точное расположение мантийных плюмов под Антарктидой неизвестно, поэтому ученые смоделировали множество различных конфигураций, а для повышения степени достоверности в качестве граничных условий для моделирования использовали данные о структуре мантии, полученные с помощью спутниковых измерений.

Моделирование показало, что средний поток тепла от мантии в Антарктиде не превышает 150 милливатт на квадратный метр. Для сравнения, мощность плюма под Йеллоустонским вулканом составляет 200 милливатт на квадратный метр. Такой поток тепла никак не противоречит существованию самого Антарктического ледяного щита (при этом увеличение мощности привело бы к значительному ускорению таяния льда). Наблюдаемые же в моделировании геотермические мантийные потоки приводят только к локальному эффекту, но именно они, вероятнее всего, отвечают за таяние льда и образование озер и рек под ледяным щитом. Авторы работы утверждают, что естественное ограничение максимального потока тепла может объяснить и существующий парадокс отсутствия в Антарктиде глубоких озер.

Согласно результатам моделирования и сейсмологических измерений, единственным местом, где мощность плюма может превышать значение в 150 милливатт на квадратный метр является море Росса. Возможно именно там располагается центр наиболее мощного мантийного потока, однако, по словам ученых, для уточнения структуры геотермических мантийных потоков под Антарктидой необходимы дальнейшие исследования.

Геотермические потоки в мантии под Антарктидой не только повышают ее температуру и ускоряют таяние льда в основании ледников, но и заметно влияют на ее вулканическую активность и рельеф. Особенно заметно это влияние в Западной Антарктиде, где располагается большинство известных вулканов. Сейчас известно о существовании в Антарктиде 138 вулканов, продолжительное извержение одного из которых привело к последнему значительному потеплению в Южном полушарии около 18 тысяч лет назад.

Александр Дубов

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.