Ледник Тоттен, самый большой ледник в Восточной Антарктиде, тает снизу теплой водой, которая достигает льда, когда над океаном дует сильный ветер, что вызывает беспокойство, поскольку ледник удерживает более 11 футов над уровнем моря. поднимается и действует как пробка, которая помогает запереть лед Восточно-антарктического ледяного щита.
Исследование, проведенное Техасским университетом в Остине, показало, что ветер приносит теплую воду в нижнюю часть живота Тоттена, заставляя ледник таять снизу. Это открытие помогает ответить на вопрос, что заставляет Тоттена ускоряться в одни годы и замедляться в другие. Ожидается, что изменение климата увеличит силу ветров над Южным океаном в течение следующего столетия, и новые данные показывают, что ледник Тоттен, вероятно, будет реагировать на меняющиеся ветры.
«Тоттен называют спящим гигантом, потому что он огромен и считается нечувствительным к изменениям в окружающей среде», - сказал ведущий автор Чад Грин, доктор философии. кандидат в Институте геофизики Техасского университета (UTIG). «Но мы показали, что если Тоттен спит, то он точно не в коме - мы видим признаки реакции, и, возможно, его разбудит дуновение ветра».
Исследование было опубликовано 1 ноября в журнале Science Advances. UTIG является исследовательским подразделением Школы наук о Земле Джексона UT.
Группа исследователей обнаружила, что ледник ускоряет свое течение к морю, когда ветры над Южным океаном Антарктиды сильны и вытягивают теплую воду из глубин океана на континентальный шельф в процессе, называемом апвеллингом. Как только теплая вода достигает побережья, она циркулирует под плавающей частью ледника через подводные каньоны, подтапливая край ледяного щита снизу. Когда ледник тает, он истончается, ослабевает и ускоряется, позволяя большему количеству не имеющего выхода к морю льда стекать в океан, вызывая повышение уровня моря.
Сила ветра меняется от года к году, но парниковые газы, такие как CO2, действуют как усилитель антарктических прибрежных ветров, повышая их интенсивность и позволяя им подняться выше. теплая вода из глубины чаще. По словам Грина, это взаимодействие между климатом и ветром может привести к повышению уровня моря просто за счет перемещения воды из одного места в океане в другое - никакого нагревания воздуха или температуры океана не требуется.
Апвеллинг возникает, когда ветер вытесняет поверхностные воды, позволяя более глубоким и теплым водам подниматься вверх, чтобы заменить их.
"Это похоже на то, когда вы дуете на горячую тарелку с супом, и маленькие кусочки лапши со дна начинают кружиться и подниматься вверх", - сказал Грин.
Апвеллинг может иметь большие последствия в Антарктиде, где глубокие воды, как правило, самые теплые (около 5-7 градусов по Фаренгейту выше нуля). Поверхность океана обычно почти замерзает, потому что она постоянно подвергается воздействию отрицательных температур воздуха. Таким образом, когда ветер поднимает теплую воду из глубины, разница температур на границе воды и льда может эффективно погрузить ледник в горячую ванну, причем в некоторых районах скорость таяния увеличивается более чем в 10 раз.
Исследование группы дополняет более раннее исследование, проведенное Джейсоном Робертсом, гляциологом из Австралийского антарктического отдела Центра совместных исследований климата и экосистем Антарктики. Робертс обнаружил, что когда теплая вода тает Тоттен снизу, это заставляет основание ледника, которое обычно лежит на морском дне, плавать. Это открепление ледника может привести к ускорению течения ледника, добавляя больше льда в океан и способствуя повышению уровня моря.
"Остался вопрос, почему каньоны под Тоттеном заливаются теплой водой в некоторые годы и холодной водой в другие годы?" - сказал Робертс.
Новое исследование помогает ответить на этот вопрос, объясняя, как ветер гонит теплую воду под ледник. Объединив спутниковые снимки ледяного щита и данные о ветровом напряжении, полученные в результате наблюдений и компьютерного моделирования, Грин и его сотрудники смогли изучить цепочку событий, которые приносят теплую воду в Тоттен. Это включает в себя моделирование вызванного ветром апвеллинга на краю антарктического континентального шельфа, потока воды через подводные каньоны на континентальном шельфе и воды, достигающей Тоттена, что вызывает таяние и ускорение..
В течение следующего столетия ветры, как ожидается, будут усиливаться и мигрировать ближе к побережью Восточной Антарктики в результате увеличения содержания парниковых газов в атмосфере. Это исследование предполагает, что по мере усиления ветров над Южным океаном вклад ледника Тоттена в глобальное повышение уровня моря будет увеличиваться.
«Чувствительность ледяного щита к воздействию ветра была выдвинута давно, но требуются десятилетия наблюдений, чтобы показать однозначную причину и следствие», - сказал Дональд Бланкеншип, старший научный сотрудник UTIG, который внес свой вклад в это исследование, и Робертс. ' исследование. «Теперь мы подошли к тому моменту, когда можем явно показать связь между тем, что происходит в атмосфере, что происходит в океане, и тем, что происходит с Антарктическим ледяным щитом».