Исследования показывают, что даже самые высокие ледяные скалы должны выдерживать собственный вес, а не разрушаться катастрофически.
Ледниковый покров Антарктиды простирается почти в два раза больше площади прилегающих Соединенных Штатов, а его сухопутная граница подкреплена массивными плавучими шельфовыми льдами, простирающимися за сотни миль над холодноводными районами Южного океана. Когда эти шельфы обрушатся в океан, они обнажают возвышающиеся скалы льда вдоль кромки Антарктиды.
Ученые предположили, что ледяные обрывы высотой более 90 метров (примерно высота статуи Свободы) быстро обрушатся под собственным весом, способствуя повышению уровня моря более чем на 6 футов к концу века - достаточно, чтобы полностью затопить Бостон и другие прибрежные города. Но теперь исследователи MIT обнаружили, что этот конкретный прогноз можно переоценить.
"Полки льдов толщиной около километра, а некоторые размером с Техас, - говорит аспирантка Массачусетского технологического института Фиона Клерк. "Чтобы попасть в катастрофические обвалы действительно высоких ледяных скал, вам придется убрать эти ледяные шельфы в течение нескольких часов, что кажется маловероятным, независимо от сценария изменения климата."
Если бы поддерживающий ледниковый шельф таял в течение длительного периода времени, а не часов, исследователи обнаружили, что оставшийся ледовый обрыв не треснул бы внезапно и не рухнул под собственным весом, а медленно вытекал, как гора холодного меда, который был выпущен из дамбы.
"Нынешний наихудший сценарий повышения уровня моря из Антарктиды основан на идее катастрофического разрушения скал высотой более 90 метров, - говорит доцент кафедры наук о Земле, атмосфере и планете MIT Брент Минчью. "Мы говорим, что сценарий, основанный на крушении скалы, скорее всего, не сработает. Это что-то вроде положительного. Тем не менее, мы должны быть осторожны, чтобы не вздохнуть с облегчением. Есть много других способов добиться быстрого повышения уровня моря."
Клерк является ведущим автором новой статьи, наряду с Минчью и Марком Бэном из Бостонского колледжа.
Глупое замазочное поведение.
В условиях потепления климата, когда шельфовые ледники Антарктиды обрушиваются на океан, они обнажают возвышающиеся скалы с заземленным льдом или льдом над сушей. Не опираясь на поддержку шельфовых ледников, ученые предположили, что очень высокие ледниковые скалы на континенте обрушатся, отколятся в океан и обнажат еще более высокие скалы в глубь материка, что приведет к их разрушению и обрушению, что в свою очередь станет причиной отступления льда.
Сегодня на Земле нет ледяных скал высотой более 90 метров, и ученые предположили, что это потому, что скалы любой высоты не смогут выдержать собственный вес.
Клерк, Минчью и Бэн приняли это предположение, задаваясь вопросом, не обрушатся ли ледяные обрывы высотой 90 метров и выше, и если да, то в каких условиях. Чтобы ответить на этот вопрос, они разработали простое моделирование прямоугольного блока льда, представляющего собой идеализированный ледовый покров (лед над сушей), поддерживаемый первоначально одинаково высоким ледовым шельфом (лед над водой). Они провели моделирование, сократив ледяной шельф с разной скоростью и увидев, как обнаженный ледяной обрыв реагирует с течением времени.
В своем моделировании они определяют механические свойства или поведение льда в соответствии с моделью вязкоупругости Максвелла, которая описывает способ перехода материала от эластичной реакции резины к вязкому поведению, подобному меду, в зависимости от того, быстро он нагружен или медленно. Классическим примером вязкоупругости является глупая шпатлёвка: если оставить шар глупого шпатлёвки на столе, он медленно скатывается в лужу, как вязкая жидкость; если быстро разорвать его на части, он рвется, как упругая твёрдость.
Оказывается, лед также является вязкоупругим материалом, и исследователи включили в моделирование вязкоупругость Максвелла. Они варьировали скорость удаления шельфового ледника и предсказывали, будет ли он разрушаться и разрушаться, как эластичный материал, или же течь, как вязкая жидкость.
Они моделируют воздействие различных высот старта или толщин льда от 0 до 1000 метров, наряду с различными временными рамками обрушения шельфа. В конце концов, они обнаружили, что при обнажении 90-метрового утеса он быстро разрушается в хрупких кусочках только в том случае, если поддерживающий ледовый шельф был быстро удален в течение нескольких часов. На самом деле, они обнаружили, что такое поведение верно для скал высотой до 500 метров. Если шельфовые ледники снимать в течение более длительных дней или недель, то ледяные обрывы высотой до 500 метров не обрушатся под собственным весом, а будут медленно сваливаться, как холодный мёд.
Реальная картина
Полученные результаты позволяют предположить, что самые высокие на Земле ледяные скалы вряд ли катастрофически обрушатся и вызовут отступление беглого ледяного покрова. Это связано с тем, что самая высокая скорость исчезновения ледниковых шельфов, по крайней мере, как это зафиксировано в современном рекорде, составляет порядка недель, а не часов, как это наблюдали ученые в 2002 году, когда они сделали спутниковые снимки разрушения ледового шельфа Ларсен-Б - куска льда размером с остров Род-Айленд, оторвавшегося от Антарктиды и разбившегося на тысячи айсбергов в течение двух недель.
"Когда Ларсен Би рухнул, это было довольно экстремальное событие, произошедшее за две недели, и это был крошечный шельф по сравнению с теми, о которых мы особенно беспокоились", - говорит Клерк. "Итак, наша работа показывает, что обвал скалы, вероятно, не тот механизм, с помощью которого мы получим значительное повышение уровня моря в ближайшем будущем".
Оставайтесь с каналом Наука 2.0, впереди только самое интересное.