Новые покадровые видеоролики о ледниках и ледяных щитах Земли, видимые из космоса (некоторые из них сняты почти 50 лет назад), дают ученым новое представление о том, как меняются замороженные регионы планеты. На ежегодном собрании Американского геофизического союза в Сан-Франциско ученые обнародовали новые временные ряды изображений Аляски, Гренландии и Антарктиды с использованием данных со спутников, в том числе НАСА-США. Миссии геологической службы Landsat. Одна серия изображений иллюстрирует драматические изменения ледников Аляски и может предупредить о будущем отступлении ледника Хаббарда. Различные спутниковые записи над Гренландией показывают ускорение отступления ледников, начиная с 2000 года, а также распространение прудов с талой водой на более высокие высоты в последнее десятилетие, что потенциально может ускорить течение льда. А на антарктических шельфовых ледниках вид из космоса может показать озера, скрытые под зимним снегом.
Используя изображения миссии Landsat, начиная с 1972 года и продолжающиеся до 2019 года, гляциолог Марк Фанесток из Университета Аляски в Фэрбенксе соединил воедино шестисекундные интервальные снимки каждого ледника на Аляске и Юконе.
«Теперь у нас есть этот длинный, подробный отчет, который позволяет нам взглянуть на то, что произошло на Аляске», - сказал Фанесток. «Когда вы смотрите эти фильмы, вы понимаете, насколько динамичны эти системы и насколько неустойчиво течение льда».
Видеозаписи ясно иллюстрируют, что происходит с ледниками Аляски в условиях потепления климата, сказал он, и подчеркивают, как разные ледники реагируют по-разному. Некоторые показывают приливы, которые приостанавливаются на несколько лет, или озера, образующиеся там, где раньше был лед, или даже обломки оползней, пробивающиеся к морю. Другие ледники демонстрируют закономерности, которые дают ученым подсказки о том, что вызывает изменения ледников.
Ледник Колумбия, например, был относительно стабильным, когда в 1972 году был запущен первый спутник Landsat. Но, начиная с середины 1980-х годов, фронт ледника начал быстро отступать и к 2019 году был на 20 километров выше по течению. Для сравнения, ледник Хаббарда продвинулся на 3 мили (5 км) за последние 48 лет. Но покадровая съемка Фанестока заканчивается изображением 2019 года, на котором видно большое углубление в леднике, где лед откололся.
"Этот отел залива является первым признаком слабости ледника Хаббарда почти за 50 лет - он прогрессирует в исторических записях", - сказал он. Если такие заливы сохранятся в ближайшие годы, это может быть признаком того, что в Хаббарде грядут перемены, сказал он: «Спутниковые снимки также показывают, что такие типы заливов для отела существовали за десятилетие до отступления Колумбии».
Спутники Landsat предоставили самую длинную непрерывную запись Земли из космоса. Геологическая служба США повторно обработала старые снимки Landsat, что позволило Фанестоку вручную отобрать самые четкие сцены Landsat для каждого лета над каждым ледником. Используя программное обеспечение и вычислительную мощность Google Earth Engine, он создал серию замедленных видеороликов.
Ученые используют долгосрочные спутниковые записи, чтобы изучить ледники Гренландии. Михалия Кинг из Университета штата Огайо проанализировала данные миссий Landsat, начиная с 1985 года, чтобы изучить более 200 крупных выходных ледников Гренландии. Она изучила, насколько отступили фронты ледников, как быстро течет лед и сколько ледников теряется за этот промежуток времени.
Она обнаружила, что ледники Гренландии отступили в среднем примерно на 3 мили (5 км) в период с 1985 по 2018 год, и что самое быстрое отступление произошло между 2000 и 2005 годами. океана, она обнаружила, что он был относительно стабильным в течение первых 15 лет записи, но затем начал увеличиваться примерно в 2000 году.
«Эти ледники откалывают в океане больше льда, чем в прошлом», - сказал Кинг. «Существует очень четкая взаимосвязь между отступлением и увеличением потери массы льда этими ледниками в период с 1985 по настоящее время». Пока Кинг анализирует потерю льда с передней части ледника, Джеймс Ли из Ливерпульского университета в Королевство использует спутниковые данные для изучения таяния льда на вершинах ледников и ледяных щитов Гренландии, что создает озера с талой водой.
Эти озера с талой водой могут быть до 3 миль (5 км) в поперечнике и могут просочиться сквозь лед за считанные часы, сказала Леа, что может повлиять на скорость течения льда. Используя вычислительную мощность Google Earth Engine, Леа проанализировала изображения ледяного щита Гренландии, полученные с помощью спектрорадиометра визуализации среднего разрешения (MODIS) на спутниках Terra, за каждый день каждого сезона таяния за последние 20 лет - всего более 18 000 изображений..
«Мы посмотрели, сколько озер ежегодно появляется на ледяном щите, и обнаружили тенденцию к увеличению за последние 20 лет: увеличение количества озер на 27 процентов», - сказала Леа.«У нас также появляется все больше и больше озер на возвышенностях - районах, в которых мы не ожидали увидеть озера до 2050 или 2060 года».
Когда эти высокогорные пруды с талой водой пробивают ледяной щит и дренируют, это может вызвать ускорение ледяного щита, сказал он, истончая лед и ускоряя его гибель.
Для изучения полярных особенностей не всегда требуются данные за десятилетия - иногда всего год или два дают понимание. Антарктический ледяной щит испытывает поверхностное таяние, но есть и озера, находящиеся на несколько метров ниже поверхности, изолированные слоями снега. Чтобы увидеть, где находятся эти подземные озера, Девон Данмайр из Колорадского университета в Боулдере использовал изображения микроволнового радара со спутника Sentinel-1 Европейского космического агентства. Снег и лед практически невидимы для микроволнового излучения, но жидкая вода сильно его поглощает.
Новое исследование Данмайра, представленное на заседании AGU, обнаружило озера, усеивающие шельфовые ледники Георга VI и Уилкинса недалеко от Антарктического полуострова, причем некоторые из них оставались жидкими в течение зимних месяцев. Эти скрытые озера могут быть более распространены, чем думали ученые, сказала она, отметив, что продолжает искать похожие объекты на шельфовых ледниках континента.
«Не так много известно о распределении и количестве этих подземных озер, но эта вода, по-видимому, преобладает на шельфовом леднике вблизи Антарктического полуострова, - сказал Данмайр, - и это важный компонент, который нужно понять, потому что талая вода было показано, что он дестабилизирует шельфовые ледники».