Исследователи представили первое основанное на физике количественное доказательство того, что истончение шельфовых ледников в Антарктиде приводит к тому, что все больше льда течет с суши в океан.
Их выводы были опубликованы в Geophysical Research Letters.
Спутниковые измерения, проведенные в период с 1994 по 2017 год, выявили значительные изменения толщины плавучих шельфовых ледников, окружающих Антарктический ледяной щит. Эти полки упираются в наземный лед, удерживая их на месте, как страховочную ленту.
Хотя было высказано предположение, что истончение шельфовых ледников было причиной прямой потери льда из наземного ледяного щита в океан, до сих пор не было никаких фактических доказательств, связывающих данные и физику, которые могли бы продемонстрировать это..
Исследователи из Великобритании и США провели первую общеконтинентальную оценку воздействия истончения шельфовых ледников на течение льда в Антарктиде.
Их особенно интересовало, сколько льда перетекло через «линию заземления». Это точка, где наземный ледяной щит встречается с морскими шельфовыми ледниками.
Они использовали современную модель течения льда, разработанную в Университете Нортумбрии, Великобритания, и недавно доступные измерения изменений в геометрии шельфовых ледников для расчета изменений в движении лежащего на мели льда.
Когда смоделированные результаты сравнили с результатами, полученными спутниками за последние 25 лет, исследователи обнаружили то, что они описали как «поразительное и надежное» сходство в структуре льда, стекающего с ледяного щита в океан.
Наибольшее воздействие было обнаружено в Западной Антарктиде, которая уже вносит значительный вклад в изменение уровня моря. Самые большие изменения происходят вокруг ледников Пайн-Айленд и Туэйтс. На леднике Пайн-Айленд свидетельства этих изменений можно было увидеть почти на 100 миль (150 км) вглубь суши, вверх по течению от линии заземления.
Хилмар Гудмундссон, профессор гляциологии и экстремальных сред в Университете Нортумбрии, руководил исследованием. Он сказал, что существует давний вопрос о том, что вызвало изменения, которые мы наблюдали в наземном льду за последние 25 лет, и что, хотя в качестве причины было предложено истончение плавучих шельфовых ледников, эта идея еще никогда не подвергалась проверке.
"Меня поразило, насколько хорошо смоделированные нами изменения согласуются с моделью наблюдаемой потери массы", - сказал он.
"Есть и другие процессы, но теперь мы можем твердо заявить, что наблюдаемые изменения в шельфовых ледниках действительно вызывают значительные изменения в лежащих на мели льдах, ускоряя их течение в океан."
Критическим элементом результатов была скорость, с которой лед стекал с щита в океан в результате истончения шельфовых ледников.
"Один из наиболее важных уроков этого исследования заключается в том, что воздействие ощущается без промедления", - сказал профессор Гудмундссон.
"Как правило, мы различаем мгновенную реакцию или отложенную переходную реакцию. Наше исследование показывает, что истончение шельфовых ледников приводит к значительной мгновенной реакции на поток льда и продолжающейся потере массы. Это означает, что мы не защищены от воздействия Антарктического ледяного щита на глобальный уровень моря благодаря длительному времени отклика."
Он добавил: «Это исследование закрывает важную дыру в нашем понимании. Отсутствие данных и ограничения в моделировании ранее затрудняли количественную оценку важности изменений, вызванных океаном, как движущей силы продолжающейся потери массы, но у нас есть теперь показано, что наблюдаемые изменения шельфового ледника действительно значительно влияют на течение вверх по течению."
Исследование проводилось Нортумбрийским университетом в Ньюкасле, Великобритания, совместно с Лабораторией реактивного движения НАСА и Океанографическим институтом Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего.
Хелен Аманда Фрикер, профессор Океанографического института Скриппса, сказала: «Шельфовые ледники являются наиболее уязвимыми частями системы ледяных щитов Антарктиды, и мы знаем, что они сокращаются, но то, чего мы не знали до этой работы, было как это повлияло на лежащий на мели лед позади них».
Фернандо Паоло, научный сотрудник Лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института, добавил: «Поразительно, как далеко вглубь суши изменения шельфовых ледников могут повлиять на течение ледникового щита. Поскольку теперь мы знаем, что сокращение шельфовых ледников непосредственно ответственны за увеличение сброса льда в океан, важно, чтобы мы продолжали следить за ними, чтобы следить за их эволюцией».
Считается, что шельфовые ледники могут истончаться из-за изменений в содержании тепла в океане, либо из-за потепления океана, либо из-за изменений в том, как океан циркулирует вокруг и под шельфами, но необходимы дальнейшие исследования, чтобы установить конкретные причины.
Он был частично профинансирован как в рамках проекта PROPHET Международного сотрудничества ледников Туэйтса, так и в рамках недавно объявленного исследования TiPACC, которые соответственно финансируются Советом по исследованиям окружающей среды / Национальным научным фондом и исследовательской и инновационной программой Horizon 2020 Европейского Союза.