En dat kan verklaren waarom de West-Antarctische ijskap zo instabiel is.

Zo’n dertig jaar geleden opperde een onderzoeker dat onder West-Antarctica een mantelpluim (zie kader) te vinden is. Op het eerste oog een krankzinnig idee, zo erkent Hélène Seroussi, verbonden aan NASA’s Jet Propulsion Laboratory. “Ik zag niet in hoe bovenop zoveel warmte nog ijs kon liggen.” Maar simulaties van datzelfde laboratorium suggereren nu dat de mantelpluim echt bestaat.

Mantelpluimen bevinden zich in de aardmantel. Het zijn smalle stromen warm gesteente die omhoog bewegen en zich vervolgens net onder de korst uitspreiden. Hierdoor kan die korst lokaal wat opbollen.

Modellen
De onderzoekers maakten gebruik van het Ice Sheet System Model (ISSM). Ze pasten het model zo aan dat ook natuurlijke bronnen van warmte een rol gingen spelen en vogelden zo uit of een mantelpluim een rol speelde op West-Antarctica. Omdat niet bekend was waar de vermeende mantelpluim zich bevindt of hoe omvangrijk deze is, werden er tientallen simulaties uitgevoerd waarin de locatie en omvang van de mantelpluim varieerde. Om vervolgens uit te kunnen vogelen welke simulatie het beste overeenkwam met de werkelijkheid pakten de onderzoekers er satellietgegevens bij die veranderingen in de hoogte van het oppervlak van de ijskap onthulden. Deze observaties lieten zien hoeveel ijs er maximaal kon smelten en dat was precies wat onderzoekers wilden weten om een beeld te krijgen van de rol die een eventuele mantelpluim op West-Antarctica speelde.

Deze illustratie laat zien waar onder de ijskap van Antarctica stromend water te vinden is. De blauwe lijnen staan symbool voor rivieren, de blauwe stippen zijn meren. Marie Byrdland is ook aangeduid. Afbeelding: NSF / Zina Deretsky.

Warmteflux
De simulaties wijzen uit dat op West-Antarctica hoogstwaarschijnlijk wel een rol is weggelegd voor een mantelpluim. Deze zou zich onder Marie Byrdland bevinden en een warmteflux van hooguit 150 milliwatt per vierkante kilometer genereren. Ter vergelijking: in Amerikaanse regio’s zonder vulkanische activiteit is de warmteflux van de aardmantel zo’n 40 tot 60 milliwatt. En onder Yellowstone Park is er gemiddeld sprake van een warmteflux van zo’n 200 milliwatt per vierkante meter. De mantelpluim onder West-Antarctica zou zo’n 50 tot 110 miljoen jaar geleden zijn ontstaan, lang voor de West-Antarctische ijskap er was.

De aanwezigheid van de mantelpluim kan wellicht verklaren waarom de West-Antarctische ijskap zo instabiel is. De stabiliteit van een ijskap hangt namelijk nauw samen met hoeveel water er onder die ijskap te vinden is. Dat water doet dienst als een soort smeerolie en zorgt ervoor dat gletsjers gemakkelijker richting zee glijden en meer ijs in zee dumpen. Een mantelpluim verwarmt de ijskap van onderaf en draagt dus in sterke mate bij aan de instabiliteit van de ijskap. Het kan volgens onderzoekers verklaren waarom dit deel van de ijskap aan het eind van de laatste ijstijd – zo’n 11.000 jaar geleden – razendsnel ijs verloor. Bovendien heeft het onderzoek implicaties voor het heden en de toekomst, aangezien de aarde nu – net als 11.000 jaar geleden – rap opwarmt.