Sebuah penelitian NASA baru menambahkan bukti bahwa sumber panas geotermal yang disebut bulu mantel terletak jauh di bawah Marie Byrd Land di Antartika, menjelaskan beberapa pencairan yang menciptakan danau dan sungai di bawah lapisan es. Meskipun sumber panas bukanlah ancaman baru atau semakin meningkat terhadap lapisan es Antartika Barat, mungkin membantu menjelaskan mengapa lapisan es itu runtuh dengan cepat di era perubahan iklim yang cepat sebelumnya, dan mengapa saat ini sangat tidak stabil.

Stabilitas lapisan es terkait erat dengan seberapa banyak air melumasi dari bawah, memungkinkan gletser meluncur lebih mudah. Memahami sumber dan masa depan air lelehan di bawah Antartika Barat penting untuk memperkirakan tingkat di mana es dapat hilang ke lautan di masa depan. Batuan Antartika dipenuhi dengan sungai dan danau, yang terbesar adalah ukuran Danau Erie. Banyak danau mengisi dan mengalir dengan cepat, memaksa permukaan es ribuan kaki di atasnya naik dan turun sebanyak 20 kaki (6 meter). Gerakan ini memungkinkan para ilmuwan memperkirakan di mana dan berapa banyak air yang harus ada di pangkalan.

Sekitar 30 tahun yang lalu, seorang ilmuwan di University of Colorado Denver menyarankan bahwa panas dari bulu mantel di bawah Marie Byrd Land mungkin menjelaskan aktivitas vulkanik regional dan fitur kubah topografi. Pencitraan seismik yang sangat baru telah mendukung konsep ini. Namun ketika Hélène Seroussi dari Jet Propulsion Laboratory NASA di Pasadena, California, pertama kali mendengar gagasan itu, “Saya pikir itu gila,” katanya. “Aku tidak mengerti bagaimana kita bisa mendapatkan panas sebanyak itu dan masih memiliki es di atasnya.”

Dengan beberapa pengukuran langsung yang ada dari bawah es, Seroussi dan Erik Ivins dari JPL menyimpulkan cara terbaik untuk mempelajari ide mantel bulu adalah dengan pemodelan numerik. Mereka menggunakan Ice Sheet System Model (ISSM), gambaran numerik dari fisika lapisan es yang dikembangkan oleh para ilmuwan di JPL dan University of California, Irvine. Seroussi meningkatkan ISSM untuk menangkap sumber pemanasan dan transportasi panas alami dari pembekuan, pencairan dan air cair; gesekan; dan proses lainnya.

Untuk memastikan model itu realistis, para ilmuwan melakukan pengamatan terhadap perubahan ketinggian permukaan lapisan es yang dilakukan oleh satelit IceSat NASA dan kampanye Operation IceBridge di udara. “Tempat-tempat ini menjadi kendala kuat pada tingkat leleh yang diijinkan – hal yang ingin kami prediksi,” kata Ivins. Karena lokasi dan ukuran bulu mantel yang mungkin tidak diketahui, mereka menguji berbagai macam apa yang secara fisik mungkin untuk beberapa parameter, menghasilkan puluhan simulasi yang berbeda.

Mereka menemukan bahwa fluks energi dari bulu mantel harus tidak lebih dari 150 miliwatt per meter persegi. Sebagai perbandingan, di wilayah AS tanpa aktivitas gunung berapi, fluks panas dari mantel Bumi adalah 40 hingga 60 miliwatt. Di bawah Taman Nasional Yellowstone – tempat panas geotermal yang terkenal – panas dari bawah sekitar 200 miliwatt per meter persegi rata-rata di seluruh taman, meskipun fitur geotermal individual seperti geyser jauh lebih panas.

Simulasi Seroussi dan Ivins menggunakan aliran panas yang lebih tinggi dari 150 miliwatt per meter persegi menunjukkan terlalu banyak leleh untuk tidak kompatibel dengan data berbasis ruang, kecuali di satu lokasi: daerah pedalaman Laut Ross yang dikenal karena aliran air yang deras. Wilayah ini membutuhkan aliran panas setidaknya 150-180 miliwatt per meter persegi untuk setuju dengan pengamatan. Namun, pencitraan seismik telah menunjukkan bahwa panas mantel di wilayah ini dapat mencapai lapisan es melalui celah, yaitu fraktur di kerak bumi seperti yang muncul di Great Rift Valley Afrika.

Bulu mantel dianggap aliran sempit batu panas yang naik melalui mantel bumi dan menyebar seperti topi jamur di bawah kerak bumi. Daya apung material, beberapa di antaranya meleleh, menyebabkan kerak membengkak ke atas. Teori bulu mantel diusulkan pada tahun 1970 untuk menjelaskan aktivitas panas bumi yang terjadi jauh dari batas lempeng tektonik, seperti Hawaii dan Yellowstone.

Mantel bulu Byrd Land Marie terbentuk 50 hingga 110 juta tahun yang lalu, jauh sebelum lapisan es Antartika Barat terbentuk. Pada akhir zaman es terakhir sekitar 11.000 tahun yang lalu, lapisan es mengalami periode kehilangan es yang cepat dan berkelanjutan ketika perubahan pola cuaca global dan kenaikan permukaan laut mendorong air hangat lebih dekat ke lapisan es – seperti yang terjadi hari ini . Seroussi dan Ivins menyarankan bulu mantel bisa memfasilitasi kehilangan yang cepat semacam ini.