Ветры, дующие над снежными дюнами на шельфовом леднике Росса в Антарктиде, заставляют поверхность массивной ледяной плиты вибрировать, производя почти постоянный набор сейсмических «тонов», которые ученые потенциально могут использовать для наблюдения за изменениями на шельфовом леднике издалека. к новым исследованиям.
Шельфовый ледник Росса - крупнейший шельфовый ледник Антарктиды, пластина ледникового льда размером с Техас, питаемая недрами ледяного континента, плавающего в Южном океане. Шельфовый ледник поддерживает соседние ледяные щиты на материковой части Антарктиды, препятствуя потоку льда с суши в воду, как пробка в бутылке.
Когда шельфовые ледники разрушаются, лед может быстрее течь с суши в море, что может поднять уровень моря. Шельфовые ледники по всей Антарктиде истончаются, а в некоторых случаях разрушаются или отступают из-за повышения температуры океана и воздуха. Предыдущие наблюдения показали, что антарктические шельфовые ледники могут внезапно и без явных предупредительных признаков разрушиться, как это произошло, когда в 2002 году внезапно рухнул шельфовый ледник Ларсена B на Антарктическом полуострове..
Чтобы лучше понять физические свойства шельфового ледника Росса, исследователи закопали 34 чрезвычайно чувствительных сейсмических датчика под его снежной поверхностью. Датчики позволили исследователям отслеживать вибрации шельфового ледника и изучать его структуру и движения более двух лет, с конца 2014 по начало 2017 года.
Шельфовые ледники покрыты толстым слоем снега, часто глубиной в несколько метров, которые увенчаны массивными снежными дюнами, как песчаные дюны в пустыне. Этот слой снега действует как шуба для нижележащего льда, изолируя нижний лед от нагревания и даже таяния при повышении температуры.
Когда исследователи начали анализировать сейсмические данные о шельфовом леднике Росса, они заметили кое-что странное: его шуба почти постоянно вибрировала.
Когда они внимательно изучили данные, они обнаружили, что ветер, хлещущий по массивным снежным дюнам, заставлял снежный покров ледяного покрова грохотать, как удары колоссального барабана (см.:
Они также заметили, что высота этого сейсмического шума изменилась, когда погодные условия изменили поверхность снежного слоя. Они обнаружили, что лед вибрировал с разной частотой, когда сильные штормы перестраивали снежные дюны или когда температура воздуха на поверхности повышалась или понижалась, что меняло скорость прохождения сейсмических волн через снег.
«Это похоже на то, как будто вы постоянно дуете во флейту на шельфовом леднике», - сказал Жюльен Чапут, геофизик и математик из Университета штата Колорадо в Форт-Коллинзе и ведущий автор нового исследования, опубликованного сегодня в Geophysical Research Letters, журнал Американского геофизического союза.
Точно так же, как музыканты могут изменить высоту звука флейты, изменяя отверстия, через которые проходит воздух, или скорость его течения, погодные условия на шельфовом леднике могут изменить частоту ее вибрации, изменяя ее дюноподобную форму. топография по Чапуту.
«Либо вы изменяете скорость снега, нагревая или охлаждая его, либо меняете место, где вы дуете на флейте, добавляя или разрушая дюны», - сказал он. «И это, по сути, два вынуждающих эффекта, которые мы можем наблюдать».
Гул слишком низок по частоте, чтобы быть слышимым человеческим ухом, но новые результаты показывают, что ученые могут использовать сейсмические станции для непрерывного мониторинга условий на шельфовых ледниках почти в режиме реального времени. Изучение вибрации изолирующей снежной оболочки шельфового ледника может дать ученым представление о том, как она реагирует на изменение климатических условий, по словам Дугласа Макайла, гляциолога из Чикагского университета, который не был связан с новым исследованием, но написал комментарий об этом. выводы также опубликованы сегодня в Geophysical Research Letters.
Изменения в сейсмическом гуле шельфового ледника могут указывать на то, образуются ли талые пруды или трещины во льду, что может указывать на то, подвержен ли шельфовый ледник разрушению.
«Реакция шельфового ледника говорит нам, что мы можем отслеживать чрезвычайно важные детали о нем», - сказал Чапут. «По сути, то, что у нас есть, - это инструмент для мониторинга окружающей среды. И ее воздействия на шельфовый ледник».