Трещины в ледяном щите Гренландии позволили одному из его водоносных горизонтов стекать в океан, говорится в новом исследовании НАСА. Водоносные горизонты, обнаруженные совсем недавно, необычны тем, что они удерживают большое количество жидкой воды внутри ледяного щита. До сих пор ученые не знали, что случилось с водой, хранящейся в этом резервуаре, - открытие поможет уточнить компьютерные модели вклада Гренландии в повышение уровня моря.
«Эта статья освещает судьбу воды в водоносном горизонте», - сказала Кристин Пойнар, ведущий автор исследования и научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.«Раньше мы не знали, замерзает ли вода внутри ледяного щита или снова выходит на поверхность льда. В любом из этих сценариев талая вода не будет способствовать повышению уровня моря».
Теперь, используя новую компьютерную модель, которая проверяет, могут ли определенные трещины, заполненные талой водой, разрушаться до основания ледяного щита, Пойнар и ее коллеги показали, что талая вода действительно достигает океана.
Гренландия вносит воду в море в основном за счет таяния поверхности и течения льда. Исследования показали, что поверхностное таяние увеличилось в последние десятилетия. В западной Гренландии образуется так много поверхностных талых вод, что создается сеть рек и озер, которые стекают через лед в нижележащую коренную породу, откуда вода стекает в океан..
Но юго-восток Гренландии совсем другой - озер и рек не образуется, хотя лед тает. Вместо этого огромные резервуары воды оказываются в ловушке внутри фирнового слоя (полосы утрамбованного снега). В 2011 году ученые обнаружили эти водоносные горизонты на глубине около 40 футов (12 метров) под поверхностью льда. Исследователи подсчитали, что эти фирновые водоносные горизонты покрывают около 8 455 квадратных миль (21 900 квадратных километров) Гренландии и содержат объем воды размером с озеро Тахо. Водоносный горизонт остается жидким круглый год, потому что сильный снегопад в регионе создает толстое одеяло, которое изолирует водоносный горизонт от низких температур воздуха выше.
«Эти фирновые водоносные горизонты аналогичны поверхностным водам, которые мы можем видеть в западной Гренландии», - сказал Пойнар. «Юго-Восточная Гренландия постоянно покрыта снегом и почти не имеет голого льда, поэтому летом вода не скапливается, как на голом льду в западной Гренландии, образуя озера и реки; вместо этого она просачивается вниз и исчезает в местах, где мы этого не видим."
Поинар изучил участок водоносного горизонта, расположенный в районе ледника Хельхейм на юго-востоке Гренландии, где георадарные измерения, полученные в ходе операции «Ледяной мост» - аэрофотосъемки НАСА изменений полярного льда, показали, что участок длиной 2 мили из водоносного горизонта в период с весны 2012 года по весну 2013 года был слит большой объем воды.
Непосредственно вниз по течению от этого участка водоносного горизонта исследователи обнаружили поле трещин (трещин во льду); из-за силы тяжести, думали они, вода из водоносного горизонта должна поступать в эти отверстия. Чтобы выяснить, замерзала ли вода в трещинах или разрушалась на всем пути к коренной породе, Пойнар построил компьютерную модель того, как вода из фирнового водоносного горизонта расширяется, углубляется и снова замерзает в трещинах. Модель продемонстрировала, что вода растрескивает трещины быстрее, чем вода может снова замерзнуть, что позволяет талой воде достигать коренных пород в течение нескольких недель или месяцев..
"Существует предел того, сколько воды могут удерживать расселины; как только они достигают этого предела, они разрушаются до основания ледяного щита и доставляют эту воду на дно, откуда она может относительно быстро перемещаться в океан, - сказал Пойнар. «Мы обнаружили, что объем талой воды, стекающей через эту конкретную систему полей водоносного горизонта и расщелины, сравним с тем, что выходит из надледниковой озерной или речной системы западной Гренландии."
Поинар сказала, что, хотя ее исследование сосредоточено на конкретном участке водоносного горизонта, на юго-востоке Гренландии есть и другие районы, в которых, вероятно, находятся аналогичные комбинации фирновых водоносных горизонтов и близлежащих полей трещин. Она сказала, что ее будущая работа будет сосредоточена на том, как эта недавно открытая дренажная система интегрируется по всему ледяному щиту Гренландии, а также на измерении того, как вода, вытекающая из водоносного горизонта, смазывает коренную породу и влияет на поток ледяного щита.
«Открытие Кристин является ключевым компонентом в понимании важности системы фирновых водоносных горизонтов», - сказал Рик Форстер, гляциолог из Университета штата Юта, который был частью полевой группы, обнаружившей водоносный горизонт в 2011 году. Модель показывает, что вода попадает на дно, и это придает совершенно другой уровень значимости тому, как это хранилище воды может повлиять на изменения в повышении уровня моря в будущем».