Темная зона ледяного щита Гренландии представляет собой большую непрерывную область на западном склоне ледяного щита; его ширина составляет около 400 километров, и он простирается примерно на 100 километров вверх от края льда.
Некоторые предыдущие теории приписывали это потемнение воде поверх ледяного щита, которую часто видели в прудах, реках и озерах поразительно синего цвета сапфира. Но новое исследование в Nature Communications предлагает новую гипотезу, основанную на характере примесей на самой поверхности льда.
Мы показываем, что Темная зона покрыта тонко распределенным слоем пыли и черного углерода, которые обеспечивают питание для темных водорослей. Это основная причина потемнения», - говорит профессор Алун Хаббард, соавтор исследования и профессор CAGE.
Грязевой пояс в зоне плавления
Темная зона - это буквально грязный пояс области таяния - зоны абляции - ледяного щита. Чем темнее эта зона абляции, тем больше солнечной энергии она поглощает и тем быстрее тает лед.
Альбедо - это мера отражательной способности ледяного покрова. Это основной фактор, определяющий, сколько поступающей солнечной радиации используется для таяния льда, и основная положительная обратная связь в изменении климата Арктики. Яркие белые поверхности, такие как снег или чистый лед, отражают солнечную энергию, а темные поверхности поглощают ее.
«Тот факт, что большая часть западного склона Гренландского ледяного щита стала темной, означает, что таяние в пять раз больше, чем если бы это была блестящая снежная поверхность», - говорит Хаббард.
Водоросли - крупный игрок
Ледяные водоросли, по-видимому, являются одним из основных игроков в этой схеме - даже незначительное повышение температуры атмосферы и производство жидкой воды, по-видимому, способствует колонизации водорослей на поверхности льда.
Водорослям нужны питательные вещества и пища, в основном пыль, органический углерод и вода. Летом их много, и цветение водорослей начинается. Поскольку водоросли темного цвета, они усиливают темную зону. Таким образом, вы получить эффект положительной обратной связи, когда ледяной щит поглощает еще больше солнечной радиации, вызывая еще большее таяние».
Инновационное исследование дронов
Темная зона ледяного щита Гренландии обширна и ранее наблюдалась с помощью таких спутников, как MODIS. Но для этого исследования ученые использовали относительно скромные дроны - или беспилотные летательные аппараты (БПЛА) - для беспрецедентно подробного обзора затемненного ледяного пояса.
Несмотря на то, что спутниковые данные отлично подходят для получения общей картины того, что происходит на всем ледяном щите Гренландии, они работают только при очень низком разрешении пикселей.
Если сравнивать с пикселями камеры, то даже самые лучшие спутники для съемки ледяного щита имеют разрешение в десятки метров. Они не могут видеть детали того, что происходит на земле. Наши беспилотники с неподвижным крылом могут делать сотни изображений с пиксельным разрешением в сантиметровом масштабе с рабочим диапазоном в сотни километров». - говорит Хаббард.
Ученые смогли увидеть в мельчайших деталях, из чего состоит темная зона. По сути, эта съемка с БПЛА через зону абляции ледяного щита прекрасно устраняет разрыв между людьми на земле, изучающими то, что находится под их ногами только в одной части ледяного щита, и спутниковыми данными, которые показывают, что происходит по всему льду. лист.
"Съемка с БПЛА с его удивительной детализацией позволяет нам идентифицировать и охарактеризовать все различные типы поверхности и примеси во всей темной зоне, а не только в небольшой ее части."
Изображения БПЛА, использованные в этом исследовании, были собраны Джонни Райаном (Университет Аберистуита; Университет Брауна; Калифорнийский университет), Джейсоном Боксом (GEUS) и Аланом Хаббардом (Университет Аберистуита/CAGE) летом 2014 года.