Впервые исследователи внимательно наблюдали, как океанские приливы могут ускорять или замедлять скорость движения ледников в Антарктиде. Новые данные помогут разработчикам моделей лучше прогнозировать реакцию ледников на повышение уровня моря.
Брент Минчью (доктор философии '16) из Калифорнийского технологического института и Марк Саймонс вместе со своими сотрудниками и в сотрудничестве с Итальянским космическим агентством (ASI) эксплуатировали четыре спутника радиолокационной визуализации COSMO-SkyMed на ледяном потоке Ратфорд в Антарктиде. Спутники почти непрерывно собирали данные в течение почти девяти месяцев под разными углами.
Ратфордский ледяной поток - это быстротекущая ледяная река длиной около 300 километров и шириной 25 километров в Западной Антарктиде. Он соединяет ледники в горах Элсуорт с шельфовым ледником Фильхнера-Ронна, плавучим куском льда размером примерно с Калифорнию. Под действием собственного веса поток твердого льда течет вниз по склону к морю со скоростью около одного метра в день, хотя эта скорость меняется на целых 20 процентов в зависимости от приливов и отливов..
Изменчивость обусловлена взаимодействием льда с океаном. Во время отлива плавучий лед погружается достаточно далеко, чтобы приземлиться на морское дно, как тонущий корабль, вызывая ледяной затор, который можно обнаружить на расстоянии до 100 километров вверх по течению. Когда прилив снова поднимается, лед отрывается от морского дна и снова свободно течет.
«Прилив поднимает все корабли, а также весь лед», - говорит Минчью, аспирант Калифорнийского технологического института, проводивший исследование, а ныне работающий научным сотрудником Британской антарктической службы. Миньчью является ведущим автором статьи об исследовании, опубликованной в Журнале геофизических исследований 22 ноября.
Ледяной поток был настолько чувствителен к изменениям приливов, что Саймонс и Минчью смогли обнаружить индивидуальное влияние солнечных и лунных приливов.
Солнечные и лунные приливы на планете вызваны притяжением Солнца и Луны соответственно к Земле. Прилив происходит одновременно на сторонах Земли, обращенных к солнцу и луне и от них, потому что их гравитационное притяжение создает выпуклость или прилив на планете.
Лунный и солнечный приливы не полностью синхронизированы: лунный прилив меняется от максимума к минимуму каждые 12 с половиной часов, а солнечный цикл меняется каждые 12 часов. Когда эти два цикла идеально совпадают, море испытывает самые сильные приливы. Когда они наиболее смещены, море испытывает самые слабые приливы.
Предыдущие попытки изучить влияние прилива на движение ледников основывались на размещении устройства GPS непосредственно на льду. Однако этот метод предоставляет информацию только для одной точки движения.
Команда Калифорнийского технологического института вместо этого собрала пары изображений, сделанных из одного и того же места в космосе, но в разное время, таким образом показывая движение не только одной точки, но и непрерывное отслеживание каждого квадратного дюйма поверхности ледяных потоков. (Лед не движется как одна твердая неподвижная масса, а скорее течет, как невероятно вязкий сироп - его движение часто сравнивают с движением холодного меда. Таким образом, движение одной точки дает только самую основную информацию обо всем леднике..) Кроме того, разнообразие углов обзора, обеспечиваемое созвездием спутников, давало трехмерную информацию о движении льда и показывало, например, что плавучий шельфовый ледник перемещался быстрее, тем самым показывая, что эффект заземления действительно был ответственен за изменения. в скорости льда.
Исследования движения ледников могут дать важные данные для ученых, которые хотят смоделировать реакцию ледников на последствия изменения климата.
«Реакция потока льда на изменения уровня моря и температуры океана оказывает прямое влияние на современное повышение уровня моря», - говорит Саймонс, профессор геофизики Калифорнийского технологического института. «Количественная оценка этого имеет решающее значение для понимания того, как Антарктида будет развиваться в течение следующих десятилетий и столетий, поскольку климат становится теплее, а ледники, оканчивающиеся морем, подвергаются воздействию более теплой океанской воды».
При более теплой воде и высоком уровне моря ледники будут быстрее стекать в море и быстрее таять, достигнув воды.
Уже исследование дало удивительную информацию о прочности льда и его способности сопротивляться деформации из-за ледникового стресса. Как оказалось, лед по краям текущих ледниковых потоков слабее, чем предполагалось ранее. По словам Минчью, ту же технологию и методику можно использовать для изучения движения ледников по всему миру.