Антарктида скрывала тёплые полости: данные робота показали риск ускоренного таяния и потери ледовых масс

Путешествие маленького автономного робота подо льдом Восточной Антарктиды стало одним из самых неожиданных и ценных научных достижений последних лет. Устройство, созданное для работы в экстремальных условиях, провело месяцы в ледяной тьме, собирая данные, которые ранее были недоступны для исследователей. Эти измерения меняют представления об устойчивости ледников и помогают уточнить прогнозы будущего уровня моря. Об этом сообщает Наука ТВ.

Уникальная миссия подо льдом

Автономный робот-поплавок "Арго" был разработан как часть программы наблюдений за океаном, но его возможности позволили использовать устройство в условиях, которые долго считались недоступными. На протяжении двух с половиной лет робот дрейфовал под шельфовыми ледниками Восточной Антарктиды, собирая данные о температуре и солёности воды. Его маршрут протянулся примерно на 300 километров под массивами Денмана и Шеклтона. За это время он произвёл около 200 измерений, многие из которых стали первыми в истории.

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances, а его результаты уже оцениваются как потенциально ключевые для понимания процессов, которые определяют масштаб таяния ледников. Такой подход раскрывает, как скрытые изменения в океане под льдом могут влиять на динамику ледников и уровень мирового океана.

Океанограф, Стив Ринтул, участвовавший в работе, подчеркнул уникальность наблюдений.

"Нам повезло. Наш бесстрашный робот провел восемь месяцев под ледниками, фиксируя профили от морского дна до основания льда каждые пять дней", — говорит океанограф Стив Ринтул.

Одним из самых удивительных моментов стало исчезновение поплавка на восемь месяцев. Связь с ним была потеряна, и исследователи опасались, что он утерян навсегда из-за возможных повреждений или сложных течений. Однако спустя время устройство всплыло и передало уникальный подробный разрез океанической полости под шельфовым ледником Восточной Антарктиды.

Что показали данные "Арго"

Собранные измерения показали разительные различия между ледниками Шеклтон и Денман. Под шельфом Шеклтона не обнаружено тёплой воды, которая могла бы ускорить процесс таяния. Это позволяет считать его состояние относительно стабильным. В то же время под ледником Денман ученые выявили слой тёплой воды, который может значительно ускорить разрушение ледовых масс в будущем.

Особенно тревожит то, что этот слой способен вызвать повышение уровня мирового океана на 1,5 метра при неблагоприятном развитии событий. Даже небольшой рост температуры или изменения толщины тёплого слоя могут стать катализатором ускоренного таяния.

Ринтул поясняет, насколько важны тонкие детали.

"Ключ к пониманию таяния скрыт в тонком 10-метровом пограничном слое под ледником. Поплавки позволяют измерять его свойства и контролировать скорость плавления", — пояснил Ринтул.

Полученные данные впервые раскрывают структуру скрытых полостей подо льдом, демонстрируя, что под поверхностью скрывается сложная система каналов, карманов и пространств, через которые может проникать тёплая морская вода.

Как робот преодолел ледяные трудности

Условия работы под шельфовыми ледниками считаются одними из самых сложных на планете. Толщина льда достигает сотен метров, а доступ к водным полостям ограничен. Традиционные методы — бурение и непосредственные спуски датчиков — требуют огромных затрат и рисков. "Арго" стал первым автономным аппаратом, способным работать в таких условиях длительное время.

Робот оснащён датчиками, регистрирующими температуру и солёность, а система автономного движения позволяет ему корректировать траекторию под толщей льда без внешнего ориентирования. Его способность выдерживать давление и полную темноту делает устройство уникальным инструментом для подлёдных экспедиций.

Однако пребывание подо льдом создавало большие трудности. Поплавок не мог всплыть на поверхность, чтобы определить координаты через GPS или передать данные в реальном времени. Поэтому исследователям пришлось восстанавливать его путь косвенными методами. Каждый контакт робота с ледовым основанием фиксировался и затем сопоставлялся со спутниковыми наблюдениями. Это позволило построить предполагаемую траекторию движения.

Ринтул отмечает, что процесс напоминал особую научную работу.

"Это было похоже на детективное расследование, где каждый след помогает восстановить путь", — отметил Ринтул.

Значение открытия для науки и будущих миссий

Возможность проводить наблюдения под шельфовыми ледниками открывает учёным доступ к критически важным данным. До появления таких технологий большая часть информации о полостях подо льдом была основана на моделях и косвенных измерениях. "Арго" впервые предоставил прямые наблюдения слоя воды под шельфовым льдом, что стало прорывом.

Собранные данные помогут уточнить модели устойчивости ледников и оценить, как быстро может происходить их разрушение под воздействием океанических потоков. Это особенно важно для регионов, где шельфовые ледники удерживают массивы льда внутренних зон Антарктиды. Потеря устойчивости хотя бы одного такого ледника может вызвать глобальные изменения.

Ринтул подчёркивает необходимость расширения подобных наблюдений.

"Размещение большего числа таких "поплавков" вдоль антарктического шельфа позволит точнее прогнозировать будущее повышение уровня моря", — отметил Ринтул.

С научной точки зрения успех миссии демонстрирует потенциал автономных роботов в условиях, где прямое участие человека невозможно. Такие устройства могут проводить длительные исследования, расширяя границы наблюдаемой территории и обеспечивая доступ к ранее недоступным данным.

Сравнение автономных подлёдных исследований с традиционными методами

Традиционные методы исследования подлёдных пространств включают бурение скважин, опускание датчиков или использование больших подводных аппаратов. Эти методы дают ценные данные, но они ограничены по времени, затратам и возможностям покрытия больших расстояний. Автономные поплавки, подобные "Арго", способны преодолевать десятки и сотни километров, не требуя постоянного контроля, и выполнять систематические измерения.

Разница в масштабах и длительности наблюдений делает новые технологии особенно важными. Они позволяют видеть динамику процессов изнутри, а не в виде отдельных эпизодов. В случае с Антарктидой это особенно ценно, поскольку внутренние полости под ледниками — сложные и постоянно изменяющиеся системы.

Плюсы и минусы автономных подледных роботов

Автономные роботы обеспечивают доступ в труднодоступные зоны и позволяют собирать уникальные данные без риска для людей. Их эффективность проявляется в длительных экспедициях, где требуется стабильность и высокая чувствительность измерений. Такие устройства дают возможность оценивать состояние ледников и океана с беспрецедентной детализацией.

К минусам можно отнести сложность восстановления координат при отсутствии GPS, риск потери устройства и необходимость сложного программирования для обеспечения его автономности. Тем не менее такие ограничения не уменьшают ценность технологии, а лишь подчёркивают необходимость дальнейшего совершенствования систем навигации и связи.

Популярные вопросы о роботе "Арго" и подледных исследованиях

1. Почему "Арго" так важен для изучения Антарктиды?
   Он впервые предоставил прямые данные о температуре и солёности воды под шельфовыми ледниками, где ранее невозможно было проводить длительные измерения.

2. Может ли тёплая вода ускорить таяние ледников?
   Да. Под ледником Денман обнаружен тёплый слой воды, который представляет потенциальную угрозу ускоренного таяния и повышения уровня моря.

3. Будут ли созданы новые роботы для исследований?
   Учёные планируют размещать больше автономных поплавков вдоль антарктического побережья, чтобы улучшить прогнозы и изучить уязвимые зоны.