Ледяной щит Антарктиды почти в два раза превышает площадь прилегающих Соединенных Штатов, а ее сухопутная граница поддерживается массивными плавучими шельфовыми ледниками, простирающимися на сотни миль над холодными водами Южного океана. Когда эти шельфовые ледники обрушиваются в океан, они обнажают высокие ледяные утесы вдоль края Антарктиды.
Ученые предположили, что ледяные скалы высотой более 90 метров (примерно высота Статуи Свободы) быстро обрушатся под собственным весом, что приведет к повышению уровня моря более чем на 6 футов к концу века. - достаточно, чтобы полностью затопить Бостон и другие прибрежные города. Но теперь исследователи Массачусетского технологического института обнаружили, что этот конкретный прогноз может быть завышен.
В статье, опубликованной сегодня в Geophysical Research Letters, команда сообщает, что для того, чтобы 90-метровая ледяная скала полностью разрушилась, шельфовые ледники, поддерживающие скалу, должны разрушиться очень быстро, в течение нескольких минут. часов - скорость потери льда, которая не наблюдалась в современных записях.
«Шельфовые ледники имеют толщину около километра, а некоторые размером с Техас», - говорит аспирантка Массачусетского технологического института Фиона Клерк. «Чтобы попасть в катастрофические провалы действительно высоких ледяных скал, вам придется убрать эти шельфовые ледники в течение нескольких часов, что кажется маловероятным, независимо от сценария изменения климата."
Если поддерживающий шельфовый ледник будет таять в течение более длительного периода дней или недель, а не часов, исследователи обнаружили, что оставшаяся ледяная скала не треснет и не рухнет под собственным весом, а вместо этого медленно вытекать, как гора холодного меда, выпущенная из плотины.
«Текущий наихудший сценарий подъема уровня моря из Антарктиды основан на идее, что скалы высотой более 90 метров обрушатся катастрофически», - Брент Минчу, доцент кафедры наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института.. «Мы говорим, что сценарий, основанный на обрыве скалы, вероятно, не сработает. получить быстрое повышение уровня моря."
Клерк является ведущим автором новой статьи вместе с Минчью и Марком Беном из Бостонского колледжа.
Глупое поведение, похожее на замазку
В условиях потепления климата, когда шельфовые ледники Антарктиды обрушиваются в океан, они обнажают возвышающиеся утесы из приземлившегося льда или льда над сушей. Ученые предположили, что без поддерживающей поддержки шельфовых ледников очень высокие ледяные скалы континента рухнут, обрушатся в океан, обнажив еще более высокие скалы дальше вглубь суши, которые сами рухнут и рухнут, что приведет к безудержному отступлению ледяного щита.
Сегодня на Земле нет ледяных скал высотой более 90 метров, и ученые предположили, что это связано с тем, что скалы выше этой высоты не смогут выдержать собственного веса.
Клерк, Минчью и Бен приняли это предположение, задаваясь вопросом, физически обрушатся ли ледяные скалы высотой 90 метров и выше, и при каких условиях. Чтобы ответить на этот вопрос, они разработали простую симуляцию прямоугольной глыбы льда, чтобы представить идеализированный ледяной щит (лед над сушей), изначально поддерживаемый шельфовым ледником такой же высоты (лед над водой). Они запустили симуляцию, сжимая шельфовый ледник с разной скоростью и наблюдая, как открытый ледяной утес реагирует со временем.
В своем моделировании они установили механические свойства или поведение льда в соответствии с моделью Максвелла для вязкоупругости, которая описывает способ перехода материала от упругой, резиноподобной реакции к вязкому медовому поведению. в зависимости от того, быстро или медленно он загружается. Классический пример вязкоупругости - глупая замазка: если вы оставите шарик глупой замазки на столе, он медленно скатится в лужицу, как вязкая жидкость; если вы быстро разорвете его на части, он порвется, как упругое твердое тело.
Как оказалось, лед также является вязкоупругим материалом, и исследователи включили вязкоупругость Максвелла в свое моделирование. Они варьировали скорость, с которой удалялся поддерживающий шельфовый ледник, и предсказывали, будет ли ледяной утес ломаться и разрушаться, как эластичный материал, или течь, как вязкая жидкость.
Они моделируют эффекты различной начальной высоты или толщины льда от 0 до 1000 метров, а также различные временные рамки обрушения шельфового ледника. В конце концов, они обнаружили, что когда обнажается 90-метровая скала, она быстро рушится на хрупкие куски только в том случае, если поддерживающий шельфовый ледник был удален быстро, в течение нескольких часов. На самом деле они обнаружили, что такое поведение справедливо для скал высотой до 500 метров. Если шельфовые ледники удаляются в течение более длительных периодов дней или недель, ледяные скалы высотой до 500 метров не рухнут под собственным весом, а вместо этого будут медленно отслаиваться, как холодный мед.
Реалистичная картинка
Результаты показывают, что самые высокие ледяные скалы Земли вряд ли катастрофически обрушатся и вызовут безудержное отступление ледяного щита. Это потому, что самая быстрая скорость, с которой шельфовые ледники исчезают, по крайней мере, как задокументировано в современных записях, составляет порядка недель, а не часов, как наблюдали ученые в 2002 году, когда они сделали спутниковые снимки разрушения льда Ларсена B. шельф - кусок льда размером с Род-Айленд, отколовшийся от Антарктиды и расколовшийся на тысячи айсбергов за две недели.
«Когда Ларсен Б рухнул, это было довольно экстремальное событие, которое произошло в течение двух недель, и это крошечный шельфовый ледник по сравнению с теми, о которых мы особенно беспокоились», - говорит Клерк. «Итак, наша работа показывает, что обрушение скал, вероятно, не является тем механизмом, с помощью которого мы получим значительное повышение уровня моря в ближайшем будущем».
Это исследование частично поддерживается Национальным научным фондом.