Маленький робот-исследователь преодолел огромные расстояния в ледяных водах Антарктиды, погрузившись под ледяной шельф и чудом вернувшись с ценными научными данными.
В 2020 году исследователи из CSIRO, национального научного агентства Австралии, развернули плавучий аппарат Argo – свободно дрейфующий роботизированный инструмент для сбора океанических данных – вблизи ледника Тоттен в Восточной Антарктиде. К удивлению и разочарованию учёных, непредсказуемые антарктические течения унесли поплавок дальше на юг, где он вскоре погрузился под ледяной шельф Денман.
Мы боялись худшего. Но девять месяцев спустя он снова всплыл на поверхность… И собрал данные из мест, где измерения никогда прежде не проводились.
Из своего неожиданного погружения поплавок принёс первые в истории данные о температуре воды и солёности под ледяными шельфами Денман и Шеклтон. Анализ этого набора данных позволил исследователям глубже понять уязвимость и состояние ледяных шельфов на фоне продолжающегося влияния изменения климата на полярные регионы Земли.
Ледяные шельфы – гигантские толстые платформы плавучего льда – действуют как естественный буфер между антарктическими ледниками и океаном, частично предотвращая таяние льда в морях. Но по мере роста температуры воды тёплая океанская вода накапливается у основания ледяных шельфов, постепенно ослабляя их и добавляя больше льда в океан, что повышает уровень моря. Однако ледяные шельфы могут достигать толщины от сотен до тысяч метров, что делает изучение механизмов их разрушения невероятно сложным.
Путешествие Argo подо льдом оказалось невероятно удачной случайностью. За восемь месяцев он измерял профили температуры и солёности от морского дна до основания ледяного шельфа каждые пять дней – это "первая линия океанографических измерений под ледяным шельфом в Восточной Антарктиде", пояснили исследователи. Всего за 2,5 года он собрал 195 профилей, многие из которых получены из ранее не исследованных регионов.
Погружение фактически отключило GPS-возможности поплавка, но исследователи нашли способ определить места измерений, отмечая моменты, когда поплавок ударялся о лёд.
Стив Ринтул, ведущий автор исследования и океанограф CSIRO отметил:
Каждый раз, когда поплавок ударялся головой о лёд, он предоставлял измерение глубины основания ледяного шельфа. Мы могли сравнить осадку льда, измеренную поплавком, со спутниковыми измерениями, чтобы вычислить путь поплавка подо льдом.
В результате учёные смогли подтвердить, что северная часть шельфа Шеклтон ещё не подвергается воздействию тёплой воды, хотя ледник Денман, судя по всему, уже тает. Поплавок также зафиксировал хрупкую термальную систему под ледяными шельфами, которая пока удерживает лёд на месте.
Учитывая неожиданные возможности поплавка Argo, исследователи теперь надеются отправить ещё несколько подобных аппаратов в малоизученные регионы. Как признают авторы работы, общая среда внутри и под ледяными шельфами всё ещё плохо изучена, а измерения поплавков не могут напрямую проникнуть сквозь толстый лёд. Однако измерения будут использоваться для улучшения представления этих процессов в компьютерных моделях, снижая неопределённость в прогнозах будущего повышения уровня моря.