Прибрежная равнина Ледяного потока Камб, западно-антарктического ледника, вообще не похожа на побережье. Остановитесь в этом месте, в 800 километрах от Южного полюса, и вы не увидите ничего, кроме плоского льда, простирающегося во всех направлениях. Толщина льда составляет около 700 метров, и он простирается на сотни километров от береговой линии, плавая на воде. В ясные летние дни лед отражает солнечный свет с такой силой, что вызывает солнечные ожоги у вас в ноздрях. В это может показаться трудным поверить, но под этим льдом скрыто грязное приливное болото, где бурлящая река впадает в океан.
До недавнего времени ни один человек даже мельком не видел этот тайный ландшафт. Ученые просто сделали вывод о его существовании по слабым отблескам радара и сейсмических волн. Но в последние дни 2021 года группа ученых из Новой Зеландии растопила узкое отверстие во льду ледника и опустила в него камеру. Они надеялись, что их отверстие пересечется с рекой, которая, как они верили, проложила во льду канал — обширную заполненную водой впадину, высотой почти в Эмпайр-стейт-билдинг и длиной в половину Манхэттена. 29 декабря Крейг Стивенс наконец-то впервые заглянул внутрь. Этот момент он запомнит навсегда.
Стивенс - физический океанограф из Новозеландского национального института водных и атмосферных исследований в Веллингтоне. В тот день он провел 90 тревожных минут в Антарктиде, спрятав голову по-страусиному под толстую пуховую куртку, чтобы блокировать солнечный свет, который в противном случае заслонил бы монитор его компьютера. Там он смотрел видео в прямом эфире с камеры, спускающейся в дыру. Ледяные круглые стены проносились мимо, напоминая космическую червоточину. Внезапно, на глубине 502 метров, стены расширились.
Стивенс крикнул коллеге, чтобы тот остановил лебедку, опускающую камеру. Он уставился на экран, пока камера лениво вращалась на тросе. Ее прожекторы освещали потолок из ледяного покрова — потрясающее зрелище, образовавшее изящные гребни и волны. Это напоминало призрачные неровности, на формирование которых в известняковой пещере могут потребоваться тысячелетия.
“Интерьер собора”, - говорит Стивенс. Собор не только по красоте, но и по размерам. Когда лебедка снова заработала, камера еще полчаса спускалась вниз по 242 метрам лишенной солнечного света воды. Кусочки отражающего ила, поднятые течением, стекали вниз, как снежинки, через черную пустоту.
Стивенс и его коллеги провели следующие две недели, опуская инструменты в пустоту. Их наблюдения показали, что эта прибрежная река растопила массивную пещеру с крутыми стенами, врезавшуюся на высоту 350 метров в вышележащий лед. Пещера простирается по меньшей мере на 10 километров и, похоже, с каждым годом углубляется вглубь ледяного покрова, все дальше вверх по течению.
Эта полость открывает исследователям окно в сеть подледниковых рек и озер, которая простирается на сотни километров вглубь страны в этой части Западной Антарктиды. Это потусторонняя среда, которую люди едва исследовали, и она полна свидетельств теплого далекого прошлого Антарктиды, когда здесь все еще росло несколько низкорослых деревьев.
Одним из самых больших сюрпризов стало то, что в тот день камера достигла дна. Стивенс, не веря своим глазам, наблюдал, как на его мониторе плавали и метались десятки оранжевых пятен — свидетельство того, что это место, примерно в 500 километрах от открытого, залитого солнцем океана, тем не менее, кишит морскими животными.
Увидеть их было “просто полным шоком”, - говорит Хью Хорган, гляциолог, ранее работавший в Университете Виктории в Веллингтоне и возглавлявший буровую экспедицию.
Хорган, который недавно переехал в ETH Zurich, хочет знать, сколько воды течет через пещеру и как ее рост со временем повлияет на ледяной поток Камб. Камб вряд ли развалится в ближайшее время; этой части Западной Антарктиды изменение климата угрожает не сразу. Но пещера все еще может дать ключ к пониманию того, как подледниковая вода может повлиять на более уязвимые ледники.
Что находится под ледяным щитом Антарктиды?
Ученые давно предполагали, что слой жидкой воды находится под большей частью ледяного щита, покрывающего Антарктиду. Эта вода образуется по мере того, как дно льда медленно тает, толщиной в несколько пенни в год, из-за тепла, просачивающегося из недр Земли. В 2007 году Хелен Аманда Фрикер, гляциолог из Института океанографии имени Скриппса в Ла-Хойя, Калифорния, сообщила о доказательствах того, что эта вода скапливается в больших озерах подо льдом и может быстро перетекать из одного озера в другое (SN: 17.6.06, стр. 382).
Фрикер просматривал данные со спутника НАСА "Лед, облака и рельеф суши", или ICESat, который измеряет высоту поверхности льда, отражая от нее лазер. Поверхность в нескольких местах Западной Антарктиды, казалось, подпрыгивала вверх и вниз, поднимаясь и опускаясь на целых девять метров за пару лет. Она интерпретировала эти активные пятна как подледниковые озера. По мере того, как они заполняли, а затем выплескивали свою воду, верхний лед поднимался и опускался. Команда Фрикера и несколько других, в конечном итоге обнаружили более 350 таких озер, разбросанных по всей Антарктиде, в том числе пару дюжин под Камб и соседним ледником Уилланс Айс Стрим.
Озера вызвали большой интерес, потому что предполагалось, что в них обитает жизнь и они могут дать представление о том, какие организмы могут выжить в других мирах — например, глубоко внутри покрытых льдом спутников Юпитера и Сатурна. Слои осадочных пород в озерах Антарктиды также могут дать представление о древнем климате, экосистемах и ледяном покрове континента. Команды, финансируемые Россией, Соединенным Королевством и Соединенными Штатами, пытались пробурить подледные озера. В 2013 году команда под руководством США добилась успеха, растопив 800 метров льда и подключившись к резервуару под названием подледниковое озеро Уилланс. Она кишела микробами, 130 000 клеток на миллилитр озерной воды (SN: 20.09.14, стр. 10).
Хорган помогал составлять карту озера Уилланс перед началом бурения. Но к тому времени, когда озеро было вскрыто, он и другие были заинтригованы другим аспектом подледникового ландшафта — реками, которые, как считалось, несут воду из одного озера в другое и, в конечном счете, в океан.
Поиск этих скрытых рек требует сложных догадок. На пути их течения влияет не только подледный рельеф, но и различия в толщине покрывающего их льда. Вода перемещается из мест, где лед толстый (и давление высокое), в места, где он тоньше (и давление ниже), что означает, что реки иногда могут течь в гору.
К 2015 году ученые нанесли на карту вероятные пути нескольких десятков подледных рек. Но бурение в них все еще казалось надуманным. Реки являются узкими объектами, и их точное местоположение часто остается неопределенным. Но примерно в это время Хоргану повезло.
Изучая спутниковую фотографию ледяного потока Камб, он заметил морщинку на пикселизированном гобелене изображения. Складка напоминала длинную неглубокую впадину на поверхности льда, как будто лед под ней просел от таяния. Впадина находилась в нескольких километрах от гипотетического пути одной из подледниковых рек. Хорган полагал, что она отмечала место, где эта река протекала по прибрежной равнине и впадала в покрытое льдом море.
В 2016 году, посещая этот район в рамках не связанного с ним исследовательского проекта, Хорган и его спутники ненадолго сделали крюк к впадине на поверхности, чтобы провести радиолокационные измерения. И действительно, они обнаружили пустоту подо льдом, заполненную жидкой водой. Хорган начал строить планы по ее более тщательному изучению. В следующие несколько лет он дважды возвращался сюда, один раз, чтобы составить подробную карту реки, а второй раз, чтобы провести в ней бурение. То, что он обнаружил, значительно превзошло его ожидания.
В 2016 году, посещая этот район в рамках не связанного с ним исследовательского проекта, Хорган и его спутники ненадолго сделали крюк к впадине на поверхности, чтобы провести радиолокационные измерения. И действительно, они обнаружили пустоту подо льдом, заполненную жидкой водой. Хорган начал строить планы по ее более тщательному изучению. В следующие несколько лет он дважды возвращался сюда, один раз, чтобы составить подробную карту реки, а второй раз, чтобы провести в ней бурение. То, что он обнаружил, значительно превзошло его ожидания.
Подпишись, чтобы всегда быть в курсе.