Данные спутниковых радаров показали многокилометровую интрузию морской воды, заставляющую лёд подниматься и опадать.
Группа гляциологов под руководством исследователей из Калифорнийского университета в Ирвайне использовала данные спутниковых радаров в высоком разрешении чтобы обнаружить доказательства проникновения тёплой высокоплотной морской воды на многие километры под материковым льдом ледника Туэйтса в западной Антарктиде.
В исследовании, опубликованном в журнале PNAS, группа под руководством КУ в Ирвайне сообщила, что широко распространённый контакт между океанической водой и ледником, процесс, повторяющийся по всей Антарктиде и в Гренландии, является причиной «интенсивного таяния» и может потребовать переоценки прогнозов общемирового повышения уровня моря.
Гляциологи полагались на данные, полученные с марта по июнь 2023 года финской коммерческой спутниковой миссией ICEYE. Спутники ICEYE образуют «созвездие» на полярной орбите вокруг планеты и используют InSAR (инферометрический радар с синтетической апертурой), чтобы настойчиво отслеживать изменения на поверхности Земли. Многократные проходы космического корабля над небольшой установленной зоной дают однородные данные. В случае с этим исследованием он показал подъём, падение и изгиб ледника Туэйтса.
«Эти данные ICEYE предоставили серию длительных ежедневных наблюдений близко совпадающих с приливными циклами», — говорит ведущий автор Эрик Ригнот, профессор научных исследований Земли КУ в Ирвайне. — Раньше у нас были некоторые обрывочные данные, и с небольшим количеством наблюдений было сложно выяснить что происходит. Когда у нас появились продолжительная по времени серия данных и мы сравнили их с приливными циклами, мы увидели, что морская вода, поступающая с приливом и уходящая с отливом иногда проникет дальше под ледник и попадает там в ловушку. Благодаря ICEYE мы впервые становимся свидетелями этой приливной динамики».
Директор аналитического отдела ICEYE и соавтор исследования Майкл Уоллерсхием говорит: «До сих пор некоторые из наиболее динамических процессов в природе было невозможно наблюдать с достаточной детализацией или частотой, чтобы мы смогли понять и смоделировать их. Наблюдение за этими процессами из космоса и использование изображений со спутниковых радаров, которые обеспечивают измерения InSAR с точностью до сантиметров с ежедневной частотой знаменует серьёзный шаг вперёд».
Ригнот говорит, что проект помог ему и его коллегам разработать лучшее понимание поведения морской воды под ледником Туэйтса. Он сказал, что морская вода, проникающая под основание ледникового слоя в комбинации с пресной водой, генерируемой геотермальным потоком и трением, накапливается и «ей нужно куда-то течь». Вода распределяется через природные каналы или собирается в полостях, создавая достаточно давления, чтобы поднять слой льда.
«Существуют места, где вода почти достигает уровня находящегося над ней льда, поэтому требуется лишь немного давления, чтобы подтолкнуть лёд, — говорит Ригнот. — Затем вода сдавливается в достаточной мере чтобы вздыбить более полумили льда».
И это не просто любая морская вода. Десятилетиями Ригнот и его коллеги собирали доказательства влияния изменения климата на океанические течения, которые толкают тёплую морскую воду к берегам Антарктиды и других регионов с полярными льдами. Околополярная глубокая вода солёная и обладает низкой точкой замерзания. В то время как пресная вода замерзает при нуле градусов Цельсия, солёная вода замерзает при минус двух градусах, и эта незначительная разница достаточна для того, чтобы способствовать «стремительному таянию» донного льда, как было обнаружено в исследовании.
Соавтор исследования, Кристин Дау, профессор факультета окружающей среды Университета Ватерлоо в Онтарио, Канада, говорит: «Туэйтс — наиболее нестабильное место в Антарктиде, и его содержимое эквивалентно 60 сантиметрам подъёма уровня моря. Обеспокоенность заключается в том, что мы недооцениваем скорость изменения ледника, что может привести к катастрофическим последствиям для прибрежных сообществ по всему миру».
Ригнот говорит, что он надеется и ожидает, что результаты этого проекта подтолкнут к дальнейшим исследованиям об условиях под ледниками Антарктиды, экспедициям с участием автономных роботов и большему количеству спутниковых наблюдений.
«Есть масса энтузиазма со стороны научного сообщества направиться в эти отдалённые полярные регионы с целью собрать данные и сформировать наше представление о происходящем, но финансирования недостаточно, — говорит он. — В 2024 году мы работаем в пределах того же бюджета в реальном долларовом исчислении, что и в 1990-х. Нам нужно нарастить сообщество гляциологов и океанографов-физиков чтобы решить эти проблемы с наблюдением раньше, а не позже, но сейчас мы всё ещё карабкаемся на гору Эверест в теннисных туфлях».
«В краткосрочной перспективе, — говорит Ригнот, также являющийся старшим научным консультантом проекта Лаборатории реактивных двигателей NASA, — это исследование обеспечит долгосрочные преимущества исследователям, моделирующим ледяной покров».
«Если мы введём этот тип взаимодействий океан-лёд в модели ледяных покровов, я ожидаю, что мы сможем намного лучше воспроизвести то, что происходило в прошедшую четверть века, что приведёт к повышению уровня уверенности в наших прогнозах, — говорит он. — Если мы сможем добавить этот процесс, описанный нами в статье, который не включён в большинство современных моделей, модельные реконструкции должны совпадать с наблюдениями намного точнее. Если мы достигнем этого — это будет большой победой».
Дау добавила: «На данный момент мы не обладаем достаточной информацией, чтобы сказать так или иначе сколько осталось времени пока интрузия океанической воды не станет необратимой. Улучшая модели и концентрируя наши исследования на этих критически важных ледниках, мы попытаемся получить эти цифры как минимум с точностью до десятилетий против столетий. Эта работа поможет людям адаптироваться к изменению уровня океана, а также сконцентрироваться на снижении выбросов углерода для предотвращения наихудшего сценария».
В работе над проектом к Ригнот, Дау и Уоллерсхиему присоединились Энрико Сирачи, постдок в NASA; Бернд Шойчл, исследователь научных исследований Земли КУ в Ирвайне; и Валентин Толпекин из ICEYE. Штаб-квартира ICEYE находится в Финляндии и работает в пяти международных локациях, включая США. Исследование получило финансовую поддержку от NASA и Национального научного фонда.
Перевод — Андрей Прокипчук, «XX2 ВЕК».
Материалы предоставлены Калифорнийским университетом в Ирвайн.
Вам также может быть интересно: