16.1K
Проект ROSETTA-Ice, трехлетнее многопрофильное исследование антарктического льда, собрал беспрецедентные данные о ледяном шельфе Росса, его структуре и о том, как он меняется с течением времени. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Geoscience, члены команды ROSETTA-Ice подробно рассказывают о том, как они обнаружили древнюю геологическую структуру, которая ограничивает потоки океанской воды. Открытие предполагает, что локальные океанские течения могут сыграть решающую роль в будущем отступлении шельфового ледника.
Ледяные шельфы представляют собой огромные пространства плавающего льда, которые замедляют приток антарктического льда в океан, при этом ледник Росса тормозит около 20 процентов, что эквивалентно 11,5 метра глобального повышения уровня моря. Учитывая, что таяние льда Антарктиды набирает обороты, для понимание того, как изменится шельф, если планета продолжит нагреваться, необходимо для выявления сложных процессов взаимодействия льда, океана, атмосферы и геологии друг с другом.
С этой целью многопрофильная команда ROSETTA-Ice рассмотрела шельф Росса, как исследователи, впервые посещающие новую планету. Перед командой стояла ключевая задача: собрать данные из региона размером с Испанию, где лед, толщина которого часто превышает 300 метров, не позволяет проводить традиционный анализ морского дна с кораблей. Решением стала разработка Земной обсерватории Ламонта-Доэрти Колумбийского университета (США) – IcePod, первая в своем роде система, установленная на грузовом самолете и предназначенная для сбора данных с высоким разрешением в полярных регионах. Приборы IcePod измеряют высоту, толщину и внутреннюю структуру шельфового ледника, а также магнитный и гравитационный сигналы простирающейся под ним породы.
Каждый раз, когда команда облетала ледяной шельф, магнитометр IcePod (который измеряет магнитное поле Земли) показывал плоский и почти неизменный сигнал вплоть до середины ледяного шельфа, где инструмент оживал, демонстрируя большие вариации, напоминающие кардиограмму. Когда команда нанесла на карту полученные результаты, стало ясно, что это «сердцебиение» всегда появлялось в середине ледяного шельфа, идентифицируя ранее не отображенный участок геологической границы между Восточной и Западной Антарктидой.
Затем команда использовала измерения IcePod гравитационного поля Земли, чтобы смоделировать форму морского дна под шельфом. «Мы увидели, что геологическая граница делает морское дно в восточной части Антарктики намного глубже, чем на западе, и это влияет на то, как океанская вода циркулирует под ледником», – объяснила ведущий автор исследования Кирстен Тинто, возглавлявшая все три полевые экспедиции.
Применив новую карту морского дна под ледником, команда запустила модель циркуляции океана и ее влияния на таяние шельфа Росса. По сравнению с морем Амундсена на востоке, где теплая вода пересекает континентальный шельф, вызывая быстрое таяние, ледового шельфа Росса достигает относительно небольшое количество теплой воды. В море Росса тепло из глубокого океана отводится холодной зимней атмосферой в области открытой воды, прежде чем оно попадет под ледяной шельф. Модель показала, что затем этот поток холодной воды вызывает таяние ледника на восточной побережье, но не может достичь западного из-за перепада глубин на древней тектонической границе.
Кроме этого, неожиданно команда обнаружила, что Полынья моря Росса летом также вносит свой вклад в область интенсивного таяния вдоль кромки шельфа, подтвердив это радиолокационными изображениями внутренней структуры ледника.
В целом, результаты показывают, что модели, используемые для прогнозирования потери льда в Антарктике в будущем, должны учитывать изменение местных условий вблизи ледового фронта, а не только крупномасштабные изменения в циркуляции теплой глубокой воды. «Мы выяснили, что нам необходимо понять именно эти локальные процессы, без которых невозможно строить правильные прогнозы», – заключила Кирстен Тинто.