Гигантская полость - две трети площади Манхэттена и почти 1000 футов (300 метров) в высоту - растущая на дне ледника Туэйтс в Западной Антарктиде, является одним из нескольких тревожных открытий, о которых сообщается в новом исследовании НАСА. руководил изучением распадающегося ледника. Полученные данные подчеркивают необходимость подробных наблюдений за нижней частью антарктических ледников для расчета того, насколько быстро глобальный уровень моря будет повышаться в ответ на изменение климата.
Исследователи ожидали найти некоторые промежутки между льдом и коренной породой на дне Туэйтса, куда океанская вода могла стекать и растапливать ледник снизу. Однако размер и взрывная скорость роста новооткрытой дыры удивили их. Он достаточно велик, чтобы содержать 14 миллиардов тонн льда, и большая часть этого льда растаяла за последние три года.
«Мы годами подозревали, что Туэйтс не был плотно прикреплен к скальной породе под ним», - сказал Эрик Риньо из Калифорнийского университета в Ирвине и Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния. Риньо является соавтором нового исследования, опубликованного в журнале Science Advances. «Благодаря спутникам нового поколения мы наконец-то можем видеть детали», - сказал он.
Полость была обнаружена проникающим сквозь лед радаром в рамках операции НАСА «Ледяной мост», воздушной кампании, начавшейся в 2010 году и направленной на изучение связей между полярными регионами и глобальным климатом. Исследователи также использовали данные созвездия итальянских и немецких космических радаров с синтезированной апертурой. Эти данные с очень высоким разрешением могут быть обработаны с помощью метода, называемого радиолокационной интерферометрией, чтобы показать, как двигалась поверхность земли между изображениями.
«[Размер] полости под ледником играет важную роль в таянии», - сказал ведущий автор исследования Пьетро Милилло из JPL. «Чем больше тепла и воды попадает под ледник, тем быстрее он тает».
Численные модели ледяных щитов используют фиксированную форму для представления полости подо льдом, вместо того, чтобы позволить полости изменяться и расти. Новое открытие подразумевает, что это ограничение, скорее всего, приводит к тому, что эти модели недооценивают скорость, с которой Туэйтс теряет лед.
Примерно размером с Флориду, ледник Туэйтес в настоящее время ответственен примерно за 4 процента глобального повышения уровня моря. В нем достаточно льда, чтобы поднять мировой океан чуть более чем на 2 фута (65 сантиметров), и он поддерживает соседние ледники, которые поднимут уровень моря еще на 8 футов (2,4 метра), если весь лед исчезнет.
Туэйтс - одно из самых труднодоступных мест на Земле, но оно скоро станет более известным, чем когда-либо прежде. Национальный научный фонд США и Британский национальный совет по исследованиям в области окружающей среды разрабатывают пятилетний полевой проект, чтобы ответить на самые важные вопросы о его процессах и особенностях. Международная ассоциация ледников Туэйтса начнет свои полевые эксперименты в Южном полушарии летом 2019-2020 годов.
Как ученые измеряют потерю льда
Нет никакого способа контролировать антарктические ледники с уровня земли в течение длительного времени. Вместо этого ученые используют данные спутников или бортовых приборов для наблюдения за особенностями, которые меняются по мере таяния ледника, такими как скорость его течения и высота поверхности..
Еще одна изменяющаяся черта - линия ледника на земле - место у края континента, где он отрывается от своего дна и начинает плавать в морской воде. Многие антарктические ледники простираются на многие мили за пределы своих границ, плавая над открытым океаном.
Подобно тому, как севшая на мель лодка может снова всплывать, когда вес ее груза удаляется, ледник, который теряет вес льда, может плавать над сушей, где он раньше держался. Когда это происходит, линия заземления уходит вглубь суши. Это открывает большую часть нижней части ледника для морской воды, увеличивая вероятность того, что скорость его таяния ускорится.
Нерегулярное отступление
Для Туэйтса: «Мы открываем различные механизмы отступления», - сказал Миллило. Различные процессы в различных частях 100-мильного (160-километрового) фронта ледника приводят к рассогласованию темпов отступления линии заземления и потери льда.
Огромная полость находится под основным стволом ледника на его западной стороне - стороне, удаленной от западной части Антарктического полуострова. В этом регионе по мере подъема и отлива линия заземления отступает и продвигается в зоне от 2 до 3 миль (от 3 до 5 километров). Ледник отделялся от хребта в скале с постоянной скоростью от 0,4 до 0,5 мили (от 0,6 до 0,8 км) в год с 1992 года. Несмотря на эту стабильную скорость отступления линии заземления, скорость таяния на этой стороне ледник очень высок.
«На восточной стороне ледника отступление линии заземления проходит через небольшие каналы, может быть, шириной в километр, как пальцы, проникающие под ледник, чтобы растопить его снизу», - сказал Милилло. В этом регионе скорость отступления линии заземления удвоилась примерно с 0,4 мили (0,6 км) в год с 1992 по 2011 год до 0,8 мили (1,2 км) в год с 2011 по 2017 год. Однако даже при таком ускоряющемся отступлении скорость таяния на этой стороне ледника ниже, чем на западной стороне.
Эти результаты подчеркивают, что взаимодействие льда и океана более сложное, чем предполагалось ранее.
Милилло надеется, что новые результаты будут полезны исследователям из Международного сотрудничества ледников Туэйтса, когда они готовятся к полевым работам. «Такие данные необходимы полевым группам, чтобы сосредоточиться на районах, где ведутся боевые действия, потому что линия заземления быстро отступает со сложными пространственными паттернами», - сказал он.
«Понимание деталей того, как океан тает, этот ледник имеет важное значение для прогнозирования его влияния на повышение уровня моря в ближайшие десятилетия», - сказал Риньо.
Статья Милилло и его соавторов в журнале Science Advances называется «Гетерогенное отступление и таяние льда ледника Туэйтса, Западная Антарктида». Соавторы были из Калифорнийского университета в Ирвине; Немецкий аэрокосмический центр в Мюнхене, Германия; и Университет Гренобль-Альпы в Гренобле, Франция.