На первый взгляд, ледяные просторы Антарктиды кажутся неподвижными и вечными. Однако под толщей километрового льда кипит жизнь — океан, полный бурных течений и вихрей, которые играют решающую роль в судьбе планеты. Новое исследование учёных из Калифорнийского университета в Ирвайне и Лаборатории реактивного движения NASA показало, что именно эти скрытые "шторма" под ледниками ускоряют их таяние и могут повлиять на уровень мирового океана.
В статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience, команда впервые рассмотрела процессы таяния шельфовых ледников не в масштабах сезонов, а в динамике нескольких дней. Такой подход позволил связать кратковременные "океанские штормы" с резким усилением таяния льда у берегов Западной Антарктиды — прежде всего в районе ледников Туэйтса и Пайн-Айленд.
Для анализа использовались данные якорных измерений и компьютерное моделирование с разрешением до 200 метров. Это позволило учёным "увидеть" субмезомасштабные образования — водные вихри шириной от одного до десяти километров, которые перемешивают океанические массы под шельфом.
"Субмезомасштабные процессы приводят к проникновению тёплой воды под лёд, вызывая его таяние снизу", — пояснил ведущий автор исследования Маттиа Пойнелли из Калифорнийского университета в Ирвайне и Лаборатории реактивного движения NASA.
По словам исследователей, такие микрошторма действуют по принципу ураганов — только в скрытой, подводной форме. Они перемещают тёплую воду из глубин прямо к ледяному основанию, провоцируя образование нестабильных фронтов талой воды.
Учёные обнаружили, что под шельфовыми ледниками существует положительная обратная связь между таянием и турбулентностью океана. Чем сильнее подтаивает лёд, тем больше нестабильных слоёв образуется на его границе. Эти слои усиливают вихревые потоки, а те, в свою очередь, ускоряют дальнейшее таяние.
По сути, под Антарктидой возникает самоусиливающаяся система, где каждая волна подлёдного "шторма" разогревает воду ещё больше.
|
Процесс |
Что происходит |
Последствие |
|
Проникновение тёплых масс |
Вода с глубины поднимается к основанию ледника |
Начинается таяние снизу |
|
Формирование фронтов талой воды |
Возникает контраст температур и солёности |
Увеличивается турбулентность |
|
Усиление вихрей |
Субмезомасштабные шторма ускоряют перемешивание |
Таяние растёт в геометрической прогрессии |
По данным моделирования, короткие, но мощные подлёдные события могут увеличить скорость таяния в три раза всего за несколько часов. Учёные оценили, что такие эпизоды составляют почти 20% общей сезонной вариации таяния шельфового льда. Это означает, что большая часть разрушения ледников может происходить не постепенно, а в виде резких всплесков активности.
Сравнение с данными наблюдений подтвердило выводы модели: автономные поплавки и заякоренные станции фиксировали такие же скачки температуры и солёности в воде, что соответствовало вспышкам таяния в ледниковых заливах.
Одной из наиболее уязвимых зон оказался район между ледниками Кроссон и Туэйтс в заливе моря Амундсена. Здесь плавающий язык ледника опирается на мелководное дно, создавая идеальные условия для усиления субмезомасштабной активности.
"Регион между ледниками Кроссон и Туэйтс представляет собой субмезомасштабную горячую точку", — отметил Маттиа Пойнелли.
Такое взаимодействие топографии и циркуляции делает ледники особенно чувствительными к изменениям температуры океана и сокращению морского льда.
Если глобальное потепление продолжится, периоды открытой воды (полыньи) в антарктических морях станут длиннее, а морской лёд — тоньше. Это создаст условия для ещё более активного формирования субмезомасштабных фронтов. В результате шельфовые ледники могут терять массу быстрее, чем предполагалось в прежних климатических моделях.
|
Плюсы |
Минусы |
|
Повышение точности прогнозов таяния |
Необходимость огромных вычислительных ресурсов |
|
Возможность учитывать кратковременные эффекты |
Труднодоступность данных в реальном времени |
|
Совмещение наблюдений и моделирования |
Ограниченное число исследованных районов |
Почему это открытие важно?
Оно впервые показывает, что кратковременные подлёдные процессы могут определять до пятой части общего таяния.
Можно ли повлиять на этот процесс?
Напрямую — нет, но точное понимание поможет прогнозировать последствия и адаптировать прибрежные регионы.
Что произойдёт, если лёд Западной Антарктиды растает полностью?
Уровень мирового океана может подняться примерно на 3 метра.
Исследование показало, что даже невидимые глазу вихри океана способны изменить будущее планеты. Теперь ясно, что судьба антарктического льда зависит не только от климата, но и от скрытых под водой "погодных систем", чья сила недооценивалась десятилетиями.