Почти десять лет назад мировые новостные агентства сообщали об обширном таянии льда в Арктике, когда на ранее замерзшем ледяном щите Гренландии мерцали сапфировые озера, один из самых важных факторов повышения уровня моря. Теперь исследователи выявили долгосрочные последствия этого экстремального таяния.
Используя новый подход к данным радаров, проникающих сквозь лед, ученые Стэнфордского университета показывают, что это таяние оставило после себя непрерывный слой повторно замороженного льда внутри снежного покрова, в том числе вблизи середины ледяного покрова, где поверхностное таяние обычно минимально. Самое главное, формирование слоя талой воды изменило поведение ледяного щита, уменьшив его способность хранить будущую талую воду. Исследование опубликовано в Nature Communications 20 апреля.
"Когда у вас есть эти экстремальные, одноразовые годы таяния, это не только увеличивает вклад Гренландии в повышение уровня моря в этом году, но и создает эти постоянные структурные изменения в самом ледяном щите", - сказал он. ведущий автор исследования Райли Калберг, аспирант в области электротехники. «Эта фотография в континентальном масштабе помогает нам понять, какие условия таяния и снега позволили сформироваться этому слою».
Сезон таяния 2012 года был вызван необычно высокими температурами, усугубленными высоким атмосферным давлением над Гренландией - экстремальным явлением, которое могло быть вызвано или усугублено изменением климата. Ледяной щит Гренландии пережил пять рекордных сезонов таяния с 2000 года, последний из которых произошел в 2019 году.
«Обычно мы бы сказали, что ледяной щит просто не обращает внимания на погоду - ледяные щиты, как правило, большие, спокойные и медленные», - сказал старший автор Дастин Шредер, доцент геофизики Стэнфордской школы Земли. Энергетика и науки об окружающей среде (Стэнфордская Земля).«Это действительно один из первых случаев, когда вы можете шокирующе сказать, что эти медленные, спокойные ледяные щиты очень заботятся об одном экстремальном событии в особенно теплый год».
Сценарии смены
Данные с борта радиолокатора, являющиеся основным расширением полевых наблюдений на ледяных полюсах с одной точки, обычно используются для изучения нижней части ледяного щита. Но, преодолев технические и вычислительные ограничения с помощью расширенного моделирования, команда смогла повторно проанализировать радиолокационные данные, собранные во время полетов в рамках операции НАСА «Ледяной мост» с 2012 по 2017 год, чтобы интерпретировать таяние у поверхности ледяного щита на глубине примерно до 50 футов..
«Как только эти проблемы были преодолены, мы внезапно начали видеть слои талой воды у поверхности ледяного щита», - сказал Шредер. «Оказывается, мы записывали записи, которые, как сообщество, мы не полностью осознавали, что делаем».
Таяние ледяных щитов и ледников вносят наибольший вклад в повышение уровня моря и являются наиболее сложными элементами для включения в прогнозы климатических моделей. Области ледяных щитов, которые не подвергались экстремальному таянию, могут хранить талую воду в верхних 150 футах, тем самым предотвращая ее попадание в океан. Согласно исследованию, слой таяния, подобный тому, что был в 2012 году, может уменьшить емкость хранилища примерно до 15 футов в некоторых частях ледяного щита Гренландии.
Тип таяния, за которым последовало быстрое замерзание в 2012 году, можно сравнить с зимними условиями в большей части мира: снег падает на землю, несколько теплых дней немного растапливают его, затем, когда он снова замерзает, он создает скользкий лед, по которому никому не захочется ездить.
«Таяние в 2012 году влияет на то, как ледяной щит реагирует на таяние поверхности даже сейчас», - сказал Калберг. «Эти структурные изменения означают, что реакция ледяного щита на таяние поверхности будет меняться в долгосрочной перспективе».
В долгосрочной перспективе талая вода, которая больше не может храниться в верхней части ледяного щита, может стекать вниз к ледяному ложу, создавая скользкие условия, которые ускоряют движение льда и отправляют его куски в океан, поднимая уровень моря. уровни быстрее.
Полярные узоры
Гренландия в настоящее время претерпевает изменения гораздо быстрее, чем ее коллега на Южном полюсе. Но уроки Гренландии могут быть применены к Антарктиде, когда времена года меняются, сказал Шредер.
«Я думаю, теперь нет никаких сомнений в том, что когда вы пытаетесь заглянуть в будущее, потепление Антарктики будет иметь все эти процессы», - сказал Шредер. «Если мы сейчас не воспользуемся Гренландией, чтобы лучше понять этот материал, наша способность понять, насколько теплее будет мир, не обнадеживает».
Исследование проводилось при поддержке Национальной стипендии выпускников оборонных и инженерных наук и Национального научного фонда (NSF).