В ходе первого подобного исследования, проведенного в масштабах всего континента, ученые обнаружили обширные стоки талой воды, стекающие по частям льдов Антарктиды в течение короткого лета. Исследователи уже знали, что такие особенности существуют, но предполагали, что они были ограничены в основном самыми быстро нагревающимися, самыми северными районами Антарктиды. Многие из недавно нанесенных на карту дренажей не новы, но тот факт, что они вообще существуют, имеет большое значение; они, по-видимому, размножаются при небольшом повышении температуры, поэтому потепление, прогнозируемое на этот век, может быстро усилить их влияние на уровень моря. В сопутствующем исследовании рассматривается, как такие системы могут повлиять на большие шельфовые ледники, окружающие континент, которые, как опасаются некоторые исследователи, могут разрушиться, что приведет к катастрофическому повышению уровня моря. Оба исследования появятся на этой неделе в ведущем научном журнале Nature.
Исследователи и ученые задокументировали несколько антарктических талых потоков, начиная с начала 20-го века, но никто не знал, насколько они обширны. Авторы выяснили это, систематически каталогизируя изображения поверхностных вод на фотографиях, сделанных с военных самолетов с 1947 года, и спутниковых снимках с 1973 года. Они обнаружили около 700 сезонных систем взаимосвязанных прудов, каналов и переплетенных ручьев, окаймляющих континент со всех сторон. Некоторые бегут до 75 миль, с прудами шириной до нескольких миль. Они начинаются всего в 375 милях от Южного полюса и на высоте 4 300 футов над уровнем моря, где жидкая вода считалась редкостью или невозможностью.
«Это не в будущем - это широко распространено сейчас и было в течение десятилетий», - сказал ведущий автор Джонатан Кингслейк, гляциолог из Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета.«Я думаю, что большинство полярных ученых считали движение воды по поверхности Антарктиды крайне редким явлением. Но мы нашли ее много на очень больших территориях». Данные во многих местах слишком скудны, чтобы исследователи могли сказать, увеличились ли протяженность или количество дренажей за семь десятилетий, охваченных исследованием. «У нас нет причин думать, что они есть», - сказал Кингслейк. «Но без дальнейшей работы мы не можем сказать. Теперь, глядя вперед, будет очень важно выяснить, как эти системы изменятся в ответ на потепление и как это повлияет на ледяные щиты».
Многие из недавно нанесенных на карту водотоков начинаются вблизи гор, торчащих из ледников, или в районах, где сильные ветры счищают снег с лежащего под ним голубоватого льда. Эти особенности темнее, чем в основном покрытый снегом ледяной щит, и поэтому поглощают больше солнечной энергии. Это вызывает таяние, и на склоне жидкая вода затем растапливает путь вниз по склону через лежащий выше снег. Если континент потеплеет в этом столетии, как прогнозируется, этот процесс будет происходить в гораздо больших масштабах, считают авторы. «Это исследование говорит нам, что таяние уже происходит гораздо сильнее, чем мы думали», - сказал соавтор Робин Белл, полярный ученый Ламонт-Доэрти. «Когда вы повышаете температуру, она только увеличивается».
Антарктида уже теряет лед, но прямое воздействие талой воды, которая обычно замерзает зимой, вероятно, пока незначительно. Гляциологи обеспокоены тем, что это может измениться в будущем. Большая часть потерь прямо сейчас происходит у краев, где гигантские плавучие полки льда, прикрепленные к земле, разрушаются снизу нагревающимися океанскими течениями. Шельфы, которые окружают три четверти Антарктиды, помогают сдерживать наземные ледники позади них, и по мере того, как они теряют массу, ледники, кажется, ускоряют свой марш к морю.
Наиболее впечатляющим примером является Антарктический полуостров, который выступает далеко на север от основного ледяного щита, и где за последние 50 лет средняя температура подскочила на 7 градусов по Фаренгейту. В 1995 и 2002 годах большие куски шельфового ледника Ларсена на полуострове внезапно исчезли в океане в течение нескольких дней. Теперь ученые подозревают, что это было связано с объединением воды; жидкость имеет тенденцию проникать вниз, разрушая лед под воздействием тепла или давления, или того и другого, пока не будет достигнута точка разрушения. Сегодня треснул еще один гигантский кусок Ларсена, который может развалиться в любой момент.
Еще южнее температура остается более или менее стабильной, но многие из недавно обнаруженных водотоков уже пробиваются изнутри на шельфовые ледники или берут свое начало на самих шельфах. По словам Кингслейка, это наводит на мысль, что подобные коллапсы могут произойти в гораздо более обширных районах Антарктиды в этом столетии, если потепление будет происходить так, как ожидалось.
С другой стороны, сопутствующее исследование, проведенное Беллом, показало, что давний дренаж на шельфовом леднике Нансена в Западной Антарктиде может на самом деле помочь сохранить целостность шельфа. Сложная речная система на шельфе длиной 30 миль была впервые обнаружена в 1909 году командой из экспедиции под руководством британского исследователя Эрнеста Шеклтона. Аэрофотоснимки и дистанционное зондирование с тех пор показывают, что он оставался на удивление стабильным, эффективно сливая излишки талой воды в течение лета через серию глубоких воронок и ревущий водопад шириной 400 футов в океан. «Это могло развиваться таким же образом в других местах, или все могло просто превратиться в гигантские лужи слякоти», - сказал Белл. «Лед динамичен и сложен, а у нас пока нет данных».
Вблизи другого полюса сезонные талые потоки и пруды гораздо чаще встречаются на быстро нагревающемся ледяном щите Гренландии, и их растущее влияние может послужить уроком. В последние годы до 90 процентов ледяной поверхности Гренландии в той или иной степени подверглись сезонному таянию. Большая часть воды, вероятно, остается на поверхности или вблизи нее и снова замерзает зимой. Но в некоторых районах он погружается через глубокие ямы в подстилающую породу, смазывая сползание ледников к морю. В других вода может повторно замерзать у поверхности в твердые пласты, которые могут легче направлять таяние с поверхности в море в последующие сезоны. До недавнего времени айсберги, сбрасываемые с ледников, были основной причиной повышения уровня моря в Гренландии. Но в период с 2011 по 2014 год 70 процентов из 269 миллионов тонн льда и снега Гренландии, потерянных в океане, образовались непосредственно из талой воды, а не из айсбергов.
Видимые стоки Антарктиды могут быть верхушкой пресловутого айсберга. Другое исследование, проведенное отдельной группой, опубликованное в январе, показало, что на шельфовом леднике Рой-Бодуэн в Восточной Антарктиде прямо под снегом находится в значительной степени невидимый жидкий сток. Команда под руководством полярного ученого из Утрехтского университета Яна Ленартса обнаружила его с помощью радиолокационных изображений и бурения. Они подозревают, что такие особенности скрываются во многих местах. И в отличие от поверхностных водотоков, эти водотоки изолированы, поэтому могут оставаться жидкими круглый год.
Хелен Фрикер, гляциолог из Океанографического института Скриппса, не участвовавшая в новых исследованиях, сказала об исследовании всего континента: «Мы знали, что существуют другие зоны [таяния], но мы не знали, как именно обширны они. Это действительно хорошее исследование, потому что оно делает именно это». Дуглас Макайил, гляциолог из Чикагского университета, также не участвовавший в исследованиях, сказал, что до недавнего времени «никто так не интересовался плавлением», потому что большинство ученых думали, что это был относительно редок. Теперь, по его словам, "мы прилагаем все усилия, чтобы выяснить, имеет ли этот материал отношение к предсказаниям уровня моря".
Видео: