Шельфовый лед, обнаруженный в Антарктиде, относится к гигантским плавучим ледяным щитам, которые могут охватывать тысячи квадратных километров. Кусочки отламываются по краям, образуя айсберги в океане. Чтобы более эффективно прогнозировать эти разрывы в процессе, известном как отел, Джулия Кристманн из Университета Кайзерслаутерна (TU) разработала математические модели в сотрудничестве с Институтом Альфреда Вегенера, Центром полярных и морских исследований им. Гельмгольца (AWI).. Утверждается, что на основе физических факторов эти модели можно использовать для прогнозирования того, когда и где лед может разрушиться. Это особенно важно для исследовательских групп, расположенных на шельфовом леднике.
Лед поднимается вверх, как отвесная скала - шельфовый лед не только имеет площадь в несколько тысяч квадратных километров, но и во многих местах достигает высоты более ста метров. Время от времени куски отламываются от края и врезаются в море внизу, где они уплывают в океан в виде айсбергов. То же недавно произошло и с шельфовым ледником Ларсена C.
Наука не может точно предсказать, когда и где разрушится шельфовый ледник. «Предположения всегда основывались на наблюдениях гляциологов и других исследователей. Конкретных расчетов с физическими параметрами не существовало», - говорит Джулия Кристманн, изучающая техническую механику в Университете Кайзерслаутерна вместе с профессором доктором Ральфом Мюллером. Как правило, объясняет она, лед ломается там, где он тоньше 200 метров; на самом деле, однако, есть много шельфовых ледников, которые еще тоньше.
Откалывание ледяных щитов - это непрерывный процесс, на который влияет ряд различных факторов. Для наблюдения за этим природным зрелищем также использовались спутниковые данные. «Однако они предлагают только моментальные снимки процесса», - добавляет Кристманн. В рамках своего докторского исследования она разработала математические модели для расчета того, когда и где может рухнуть шельфовый ледник. Здесь имеет значение целый ряд различных физических факторов. «Например, толщина и плотность льда могут играть важную роль, - продолжает Кристманн. «Параметры материала также имеют решающее значение, в том числе факторы эластичности. Они в основном влияют на то, где айсберг откалывается. Есть также вязкость, которая влияет на время между событиями отрыва».
Докторанту в Кайзерслаутерне также поддерживала в своей работе профессор д-р Анжелика Гумберт из AWI. Гумберт - специалист в области гляциологии. Она также занимается свойствами и движением гигантских ледяных щитов на антарктическом континенте, которые составляют 70 процентов всех запасов пресной воды на планете.
«Шельфовый ледник обычно ломается в точках, которые находятся между половиной и полной толщиной ледяного покрова от края», - резюмирует Кристманн. Эти данные могут быть особенно важны для научного сообщества, поскольку на шельфовых ледниках Антарктиды расположены многочисленные исследовательские станции. Сюда входит немецкая станция Ноймайер III или британская станция Галлей VI, которая в этом году была закрыта на зиму из-за трещины во льду.
Кристманн недавно защитила докторскую диссертацию. Она продолжает свои исследования свойств льда. Сейчас она занимается заземляющими линиями в Гренландии. Это относится к области, в которой лед все еще касается земли и сливается с плавучим шельфовым льдом. Исследователь намерен выяснить, как эти линии меняются с течением времени.