Используя старую технологию для новых целей, ученые зафиксировали, что приливные ледники сокращаются в 100 раз быстрее, чем ожидалось.
Новая методика измерения таяния некоторых ледников ниже уровня моря привела к удивительному открытию: некоторые тают в 100 раз быстрее, чем предполагали ученые.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science , команда океанографов и гляциологов обнаружила нечто совершенно новое о приливных ледниках - ледниках, которые заканчиваются в океанах - и их динамике.
«Они обнаружили, что таяние происходит с значительно большей скоростью, чем некоторые из наших предположений», - говорит Твила Мун, гляциолог из Национального центра данных по снегу и льду в Университете Колорадо-Боулдер, который не принимал участия в исследовании.
Некоторые из этих отслоений и растворения являются частью нормального процесса, который происходит во время сезонных переходов с зимы на лето и летом. Но повышение температуры ускоряет таяние ледников по всей планете: как на поверхности, так и под водой.
Ледники могут расширяться
на несколько десятков метров под поверхностью, как объяснил Эллин Эндерлин , гляциолог из Государственного университета Бойсе, который не принимал участия в исследовании. Факт обнаружения большей скорости таяния подводных лодок означает, что «ледники гораздо более чувствительны к изменениям в океанах, чем мы думали». Глубокое понимание процесса таяния и точный расчет того, сколько льда потеряно, важно для планирования выбора в результате повышения уровня моря.
«Мы рады, что можем сделать это», - говорит ведущий автор Дэвид Сазерленд , океанограф из Университета Орегона. «Мы не были на 100% уверены, что это сработает».
Мониторинг конкретных долгосрочных ледников дает ученым - и студентам - представление о том, как изменение климата влияет на их таяние. Старшеклассники Петербургской средней школы, расположенные недалеко от залива Леконт (на Аляске), начали собирать данные о конце ледника в 1983 году. Свои записи, которые сигнализировали об отступлении ледника, встревожили ученые Университета Аляски Юго-Восточной, стимулируя желание лучше понять этот процесс.
Авантюрный поиск
Сазерленд добавляет, что LeConte один был идеальным ледником для изучения, потому что он был легко доступен, чтобы быть одним из приливной воды. Построенный в сложной среде, проекту потребовалось такое огромное количество данных, что океанографы и гляциологи собирались одновременно работать на леднике для их сбора.
Расчет того, как быстро тает ледник, требует большей точности, чем кубик льда в стакане воды. Потому что в первом случае нам нужно знать, как быстро он попадает во фьорд и какова доля таяния льда и его количества.
Это было «довольно просто в моей голове, и даже на бумаге это звучало хорошо», - улыбается Сазерленд. Однако плыть во фьорде, в месте, где ледник ЛеКонт впадает в море, уже трудно в день хорошей погоды. Ученые провели недели на своей лодке, работая 24 часа в сутки, с 12-часовыми сменами каждая.
Горные козлы поднимались по нависающим хребтам, киты время от времени посещали фьорд, а морские птицы ныряли в воду. «Если вы не пропустите лучший климат, это действительно отличное место для отдыха», - говорит Сазерленд.
На 25-метровой лодке MV Stellar океанографы провели подводные гидролокационные измерения, аналогичные тем, которые использовались для измерения глубины океана. Однако в этом случае вместо того, чтобы направлять гидролокатор на дно, они направляли его к подводной части ледника для получения 3D-съемки.
Чтобы сделать точные расчеты, океанографам нужно было знать, как быстро сонар путешествует по водам фьорда. И это еще не все, добавляет Сазерленд: необходимы другие базовые расчеты для таких свойств воды, как соленость и температура. Подвешивание на лодке сверхдорогих инструментов иногда вызывало у ученых беспокойство.
Исследователи повторяли свои наблюдения в течение двух лет, получая много сканов каждый раз, когда они возвращались.
«Быть способным многократно сканировать весь фронт ледника в течение лета нелегко», - говорит Эрик Ригно , гляциолог из Калифорнийского университета, который не принимал участия в исследовании.
Если в воде, прямо перед ледником, слишком много льда, «лодка не сможет пробиться», - говорит Ригно. И это иногда означало, что лодка должна была отступить, в то время как ученые скрестили пальцы, потому что оборудование не попало в воду.
В то же время команда гляциологов разбила лагерь на гребне, возвышающемся над ледником. Оттуда они служили «няней» для тонкого радиолокационного прибора, способного измерять естественное движение ледника. По словам Джейсона Амундсона , гляциолога из Университета Аляски на юго-востоке и соавтора исследования, чтобы лучше понять скорость, с которой он двигался к океану, исследователи использовали видеокамеры с замедленной съемкой.
Луна объясняет, что лед ускоряется по мере приближения к передней части ледника, сравнивая тип движения с дроблением тюбика зубной пасты: как только зубная паста заканчивается, у нее нет другой зубной пасты, чтобы замедлить ее, а затем двигаться быстрее. Лед около фронта может перемещаться более чем на 20 метров в день, и эта информация необходима для расчета таяния.
Из собранных наборов данных исследователи смогли рассчитать общую скорость растворения для подводной части ледника: на два порядка выше, чем ожидалось. Ригно говорит, что одна из теоретических моделей, использовавшихся в течение 20-30 лет, была известна как упрощенная версия, которая не работала идеально.
В приливном леднике происходят различные процессы растворения. Это объясняет, почему исследователи столкнулись с этой «загадкой» с разных сторон. Если мы положим большой кусок льда в ванну, ничего не делая, он будет таять в нормальном темпе.
Когда струйка пресной воды, которая поступает с поверхности таяния, попадает в воду, она падает во фьорд в точке, расположенной рядом с передней частью ледника. Пресная вода, которая больше плавает, поднимается на поверхность и разрушает переднюю часть ледника.
Именно в это время подводное таяние происходит во всех точках соприкосновения океана с поверхностью ледника. Сазерленд объясняет, что действительно интересная часть нового метода исследования заключается в том, что можно точно определить точку, где плавление наиболее интенсивно.
«Значительное количество льда, который попадает в океан, тает почти сразу же в точке, где он вступает в контакт с водой. Таким образом, ледник действительно теряет большую часть своей массы», - говорит Эндерлин.
Амундсон добавляет: «Довольно высокий процент льда, поступающего в океан, растворяется в теплой океанской воде».
Исследователи подсчитали, что ледник тает ниже уровня моря со скоростью почти полтора метра в день в течение мая месяца и почти 5 метров в день в августе. Действительно, в течение сезона теплая вода усиливала процесс. Обычные 6 градусов - и даже что-то меньшее - воды залива Леконт много по сравнению с температурой льда. Но также по сравнению с другими фьордами по всему миру.
А другие ледники?
По словам Сазерленда, тот факт, что этот новый метод был успешным, «открывает путь для других исследователей, чтобы повторить его во всем мире». В частности, знания, полученные в результате исследований на Аляске, могут быть использованы для изучения ледников в Гренландии и Антарктиде. «Подводное плавление происходит повсюду», - объясняет Эндерлин.
Только 50 из приблизительно 100 000 ледников Аляски являются приливной водой, и среди них одни из самых больших. Эти ледники «могут меняться намного быстрее, чем горные ледники именно из-за процессов, которые происходят там, где они встречаются с морем», добавляет Амундсон.
Гренландия, представляющая собой в основном гигантский ледяной покров, имеет около 200 языков, впадающих в море, но там вода намного холоднее, чем залив Леконт.
Аляскинские ледники, объясняет Риньо, подвержены, прежде всего, растворению поверхности, и именно поэтому мало кто попадает в море. Оба явления происходят в Гренландии, в то время как в Антарктиде подводный феномен является единственным типом распада, который происходит: поэтому понимание того, что происходит за пределами Аляски, очень важно.
Если повернуть ручку управления климатом, как это происходит сегодня, температура воздуха и воды повысится, и то, что вы получите, обязательно приведет к большему таянию льда, продолжает Сазерленд. Из-за происходящего очень трудно различить естественное таяние и таяние, вызванное глобальным потеплением.
«Подобные наблюдения позволяют нам понять, что нам все еще не хватает многих деталей», - говорит Мун. «Это настоящий« призыв к оружию », чтобы лучше понять, как работают эти системы.
К счастью, у ученых есть некоторое время, чтобы попытаться понять что-то еще об этом».
Мы не потеряем эти ледники слишком быстро: они снова будут у нас несколько десятилетий ", заключает Сазерленд.