Di bawah lapisan es Antartika, ada sebuah benua yang ditutupi oleh sungai dan danau, yang terbesar di antaranya adalah ukuran Danau Erie. Selama satu tahun reguler, lapisan es meleleh dan kembali, menyebabkan danau dan sungai secara berkala mengisi dan mengalir dengan cepat dari air yang meleleh. Proses ini membuatnya lebih mudah bagi permukaan beku Antartika untuk meluncur, dan naik turun di beberapa tempat sejauh 6 meter (20 kaki).
Menurut sebuah studi baru yang dipimpin oleh para peneliti dari Jet Propulsion Laboratory NASA, mungkin ada bulu mantel di bawah area yang dikenal sebagai Marie Byrd Land. Kehadiran sumber panas geotermal ini dapat menjelaskan beberapa pencairan yang terjadi di bawah lembaran dan mengapa saat ini tidak stabil. Ini juga bisa membantu menjelaskan bagaimana lembaran itu runtuh dengan cepat di masa lalu selama periode perubahan iklim sebelumnya.
Studi yang berjudul "Pengaruh mantel Antartika Barat pada kondisi dasar lapisan es", baru-baru ini muncul di Jurnal Penelitian Geofisika: Bumi Padat. Tim peneliti dipimpin oleh Helene Seroussi dari Jet Propulsion Laboratory, dengan dukungan dari para peneliti dari Departemen Ilmu Bumi dan Planet di Universitas Washington dan Institut Alfred Wegener, Pusat Helmholtz untuk Penelitian Polar dan Kelautan di Jerman.
Gerakan lapisan es Antartika dari waktu ke waktu selalu menjadi sumber yang menarik bagi para ilmuwan Bumi. Dengan mengukur tingkat di mana lapisan es naik dan turun, para ilmuwan dapat memperkirakan di mana dan berapa banyak air yang mencair di pangkalan. Karena pengukuran ini, para ilmuwan mulai berspekulasi tentang keberadaan sumber panas di bawah permukaan beku Antartika.
Proposal bahwa mantel bulu ada di bawah Marie Byrd Land pertama kali dibuat 30 tahun yang lalu oleh Wesley E. LeMasurier, seorang ilmuwan dari University of Colorado Denver. Menurut penelitian yang dia lakukan, ini merupakan penjelasan yang mungkin untuk aktivitas gunung berapi regional dan fitur kubah topografi. Tetapi baru-baru ini survei pencitraan seismik menawarkan bukti pendukung untuk bulu mantel ini.
Namun, pengukuran langsung dari wilayah di bawah Marie Byrd Land saat ini tidak memungkinkan. Oleh karena itu mengapa Seroussi dan Erik Ivins dari JPL bergantung pada Ice Sheet System Model (ISSM) untuk mengkonfirmasi keberadaan plume. Model ini pada dasarnya adalah penggambaran numerik dari fisika lapisan es, yang dikembangkan oleh para ilmuwan di JPL dan University of California, Irvine.
Untuk memastikan bahwa model itu realistis, Seroussi dan timnya melakukan pengamatan terhadap perubahan ketinggian lapisan es yang dibuat selama bertahun-tahun. Ini dilakukan oleh NASA Ice, Clouds, dan Land Elevation Satellite (ICESat) dan kampanye Operation IceBridge di udara. Misi-misi ini telah mengukur lapisan es Antartika selama bertahun-tahun, yang telah memimpin pembuatan peta ketinggian tiga dimensi yang sangat akurat.
Seroussi juga meningkatkan ISSM untuk memasukkan sumber pemanasan dan transportasi panas alami yang menghasilkan pembekuan, peleburan, air cair, gesekan, dan proses lainnya. Data gabungan ini menempatkan kendala kuat pada laju leleh yang diizinkan di Antartika, dan memungkinkan tim untuk menjalankan puluhan simulasi dan menguji berbagai kemungkinan lokasi untuk bulu mantel.
Apa yang mereka temukan adalah bahwa fluks panas yang disebabkan oleh bulu mantel tidak akan melebihi lebih dari 150 miliwatt per meter persegi. Sebagai perbandingan, daerah di mana tidak ada aktivitas vulkanik biasanya mengalami fluks antara 40 dan 60 miliwatt, sedangkan hotspot panas bumi - seperti yang ada di Taman Nasional Yellowstone - mengalami rata-rata sekitar 200 miliwatt per meter persegi.
Di mana mereka melakukan simulasi yang melebihi 150 millwatts per meter persegi, laju lebur terlalu tinggi dibandingkan dengan data berbasis ruang. Kecuali di satu lokasi, yang merupakan daerah pedalaman Laut Ross, yang dikenal mengalami aliran air yang deras. Wilayah ini membutuhkan aliran panas setidaknya 150 hingga 180 miliwatt per meter persegi untuk menyelaraskan dengan laju lebur yang diamati.
Di wilayah ini, pencitraan seismik juga menunjukkan bahwa pemanasan mungkin mencapai lapisan es melalui celah di mantel Bumi. Ini juga konsisten dengan bulu mantel, yang dianggap sebagai aliran sempit magma panas yang naik melalui mantel bumi dan menyebar di bawah kerak bumi. Magma kental ini kemudian membumbung di bawah kerak dan menyebabkannya membesar ke atas.
Jika es berada di atas plume, proses ini memindahkan panas ke lapisan es, memicu pencairan dan limpasan yang signifikan. Pada akhirnya, Seroussi dan rekan-rekannya memberikan bukti kuat - berdasarkan pada kombinasi data permukaan dan seismik - untuk lapisan permukaan di bawah lapisan es Antartika Barat. Mereka juga memperkirakan bahwa mantel bulu ini terbentuk sekitar 50 hingga 110 juta tahun yang lalu, jauh sebelum lapisan es Antartika Barat terbentuk.
Sekitar 11.000 tahun yang lalu, ketika zaman es terakhir berakhir, lapisan es mengalami periode kehilangan es yang cepat dan berkelanjutan. Ketika pola cuaca global dan naiknya permukaan laut mulai berubah, air hangat didorong lebih dekat ke lapisan es. Penelitian Seroussi dan Irvins menunjukkan bahwa bulu mantel dapat memfasilitasi kehilangan yang cepat seperti sekarang ini, seperti yang terjadi pada permulaan terakhir periode antar-glasial.
Memahami sumber-sumber hilangnya lapisan es di bawah Antartika Barat adalah penting sejauh memperkirakan tingkat hilangnya es di sana, yang pada dasarnya untuk memprediksi dampak perubahan iklim. Mengingat bahwa Bumi sekali lagi mengalami perubahan suhu global - kali ini, karena aktivitas manusia - sangat penting untuk menciptakan model iklim yang akurat yang akan memberi tahu kita seberapa cepat es di kutub akan mencair dan permukaan laut akan naik.
Ini juga menginformasikan pemahaman kita tentang bagaimana sejarah dan perubahan iklim planet kita saling terkait, dan apa dampaknya terhadap evolusi geologisnya.
