Антарктические исследователи из Университета Райса обнаружили одну из величайших ироний природы: на самом засушливом и самом холодном континенте Земли, где поверхностная вода редко существует, текущая жидкая вода подо льдом, по-видимому, играет ключевую роль в определении судьбы антарктического льда. потоки.
Находка, опубликованная на этой неделе в журнале Nature Geoscience, основана на двухлетнем анализе кернов отложений и точных картах морского дна, охватывающих 2700 квадратных миль западной части моря Росса. Еще 15 000 лет назад этот район был покрыт толстым слоем льда, который позже отступил на сотни миль вглубь суши к своему нынешнему местоположению. Карты, которые были созданы на основе современных гидроакустических данных, собранных исследовательским судном Национального научного фонда Натаниэлем Б. Палмером, показали, как лед отступал в период глобального потепления после последнего ледникового периода Земли. В нескольких местах на картах показаны древние водотоки - не только речная система, но и питавшие ее подледниковые озера.
Сегодня Антарктида покрыта льдом, толщина которого в некоторых местах превышает 2 мили. Лед хоть и глубокий, но не статичный. Гравитация сжимает лед, и он движется под собственным весом, создавая ледяные реки, которые текут в море. Даже с помощью лучших современных инструментов нижняя сторона этих массивных ледяных потоков редко доступна для прямого наблюдения.
«Одна вещь, которую мы знаем из поверхностных наблюдений, заключается в том, что некоторые из этих ледяных потоков движутся со скоростью в сотни метров в год», - сказала доктор Райс Лорен Симкинс, ведущий автор нового исследования.«Мы также знаем, что лед сам по себе способен течь со скоростью не более десятков метров в год. Это означает, что льду помогают двигаться. Он скользит по воде или грязи или по тому и другому».
Из-за нехватки информации о том, как в настоящее время вода течет подо льдом Антарктики, Симкинс сказал, что окаменевшая речная система дает уникальную картину того, как антарктическая вода стекает из подледниковых озер через реки в точку, где лед встречается с морем.
«Современные наблюдения за гидрологией Антарктики, которые у нас есть, сделаны недавно, в лучшем случае они охватывают пару десятилетий», - сказал Симкинс. «Это первое наблюдение обширного, непокрытого, прорезанного водой канала, который соединяется как с подледниковыми озерами на верхнем конце, так и с границей льда на нижнем конце. отследить дренажную систему до ее источника, этих подледниковых озер, а затем до ее окончательной судьбы на линии заземления, где пресная вода смешивается с океанской водой."
Симкинс сказал, что талая вода накапливается в подледниковых озерах. Во-первых, сильное давление веса льда вызывает некоторое таяние. Кроме того, в Антарктиде находятся десятки вулканов, которые могут нагревать лед снизу. Симкинс обнаружил не менее 20 озер в ископаемой речной системе, а также доказательства того, что вода накапливалась и вытекала из озер эпизодическими всплесками, а не постоянным потоком. Она работала с соавтором Райс и вулканологом Хельге Гоннерманном, чтобы подтвердить, что близлежащие вулканы могли обеспечивать необходимое тепло для питания озер.
Соавтор исследования Джон Андерсон, океанограф из Райса и ветеран почти 30 антарктических исследовательских экспедиций, сказал, что размер и масштабы окаменелой речной системы могут открыть глаза разработчикам моделей ледяных щитов, которые стремятся смоделировать Антарктику. водный поток. Например, карты точно показывают, как лед отступал по системе канал-озеро. Отступающий ледяной поток в западной части моря Росса сделал разворот, следуя по течению подледной реки. Симкинс сказал, что это примечательно, потому что «это единственный задокументированный пример на антарктическом морском дне, когда единый ледяной поток полностью изменил направление отступления, в данном случае на юг, затем на запад и, наконец, на север, чтобы следовать подледниковой гидрологической системе».
Симкинс и Андерсон заявили, что исследование может в конечном итоге помочь гидрологам и специалистам по моделированию лучше предсказать, как будут вести себя сегодняшние ледяные потоки и какой вклад они будут способствовать повышению уровня моря.
«Из летописи окаменелостей ясно, что эти дренажные системы могут быть большими и долговечными», - сказал Андерсон. «Они играют очень важную роль в поведении ледяного щита, и большинство численных моделей сегодня не в том состоянии, когда они могут справиться с такой сложностью».
Он сказал, что еще одним важным открытием является то, что дренаж через речную систему происходил в масштабе времени, измеряемом десятками или несколькими сотнями лет.
«Сейчас мы находимся в таком самодовольном режиме мышления», - сказал Андерсон.«Некоторые люди говорят: «Ну, кажется, запас льда стабилен». Некоторых это может успокоить, но меня это не успокаивает, потому что новое исследование говорит нам о том, что существуют процессы, происходящие в десятилетних временных масштабах и влияющие на поведение льда. система, учитывая наше ограниченное время наблюдения, довольно низкая."