Тёплая вода под Антарктидой достигла ледников — и учёные увидели то, что может изменить прогноз уровня океана

Учёные обнаружили под ледником тёплую воду в глубокой полости – Марен Рихтер

Тёплая морская вода может разрушать ледяной щит Антарктиды гораздо быстрее, чем считалось ранее. В глубине под шельфовыми ледниками, где лед неспешно дрейфует над океаном, скрытые полости становятся каналами для переноса тепла. Это медленное, почти незаметное движение воды приводит к таянию снизу, ослабляя ледовые платформы. Об этом сообщает исследовательская группа Университета Восточной Англии.

Как невидимые процессы подо льдом меняют Антарктиду

Подлёдные полости давно считаются важным элементом антарктической экосистемы, но их реальное влияние только начинает проясняться. Ученые отмечают: именно то, как тёплая морская вода движется под ледниками, определяет скорость их истончения и последующее повышение уровня моря. Особенно это заметно в районе моря Амундсена — одном из самых динамичных и уязвимых регионов Антарктиды.

ССледователи обращают внимание на шельфовый ледник Дотсона — участок, где потеря льда идёт с поразительной скоростью. Увеличение тепла океана вокруг и под ледяной платформой играет в этом решающую роль, что перекликается с данными о том, как талая вода ускоряет движение ледников.

"Вверх транспортировка глубокой теплой воды к более мелкой границе ледяного океана в полости шельфового ледника — это то, что приводит к таянию в нижней части шельфового ледника. Это таяние делает шельфовый ледник тоньше и, следовательно, менее сильным", — сказал доктор Марен Рихтер.

Ослабленный ледник уже не может удерживать массив льда, расположенный выше по потоку, и изменения распространяются далеко за пределы самой полости.

Что происходит с тёплой водой по пути к ледовым платформам

Недавнее исследование под шельфовым ледником Дотсона показало: движение тёплой придонной воды имеет куда более сложный характер, чем предполагали модели. Команда обнаружила, что вода почти не поднимается вверх, а распространяется горизонтально, направляясь к линии заземления — месту, где лед перестаёт соприкасаться с дном.

"Мы обнаружили, что, хотя есть смешивание теплой воды с другой, более прохладной водой, под шельфовым ледником Дотсона большая часть теплой воды не смешивается вверх. Вместо этого она течет горизонтально к линии заземления, точке, где ледник теряет контакт с морским дном и начинает плавать", — сказал доктор Рихтер.

Такой путь делает воду способной дойти до самых уязвимых участков, сохраняя достаточное тепло, чтобы ускорять таяние. Это ведёт к увеличению скорости движения ледника, его отступлению и усилению выброса льда в океан — процессам, которые суммарно ускоряют рост уровня мирового океана.

Как робот подо льдом помог увидеть скрытую циркуляцию

Чтобы раскрыть структуру водных потоков, исследовательская группа применила автономный подводный аппарат Autosub Long Range, известный как Boaty McBoatface. Это уникальное устройство способно работать в условиях, куда невозможно направить человека или стандартное оборудование.

Boaty совершил многокилометровый маршрут под ледником, собирая данные о температуре, турбулентности, солёности и скорости течений. В некоторых участках дно подлёдной полости имело уклон до 45 градусов, что усложняло навигацию аппарата. Робот удерживался примерно в 100 метрах над морским дном и работал в течение 74 часов в полной темноте и ограниченном пространстве.

Собранные данные стали одним из редких детализированных массивов измерений, проведённых в столь сложной среде, и охватывали четыре миссии, выполненные в 2022 году.

Что обнаружили внутри полости ледника Дотсона

Наблюдения подтвердили наличие тёплой, солёной воды, лежащей под холодной, более пресной. Наибольшее смешивание фиксировалось на востоке полости, где особенности рельефа дна сыграли ключевую роль. Оказалось, что потокам важнее геометрия пространства, чем скорость движения воды.

"Мы ожидали, что влияние текущей скорости на смешивание будет намного выше, чем-то, что мы обнаружили. Вместо этого форма морского дна кажется действительно важной", — сказал доктор Рихтер.

Кроме того, учёные обнаружили в самой глубокой части полости воду с неожиданно высокой температурой. Это может указывать на прежние изменения циркуляции или эпизодические притоки более тёплой воды. Подобные явления перекликаются с выводами о следах гигантских айсбергов, которые помогли оценить будущее таяния Антарктиды и зафиксированы в исследовании древних айсбергов.

Значение нового набора данных для будущих исследований

Эти результаты дают учёным редкую возможность сравнить реальные измерения с моделями, используемыми для прогнозирования будущего состояния ледников. Подобные данные позволяют уточнять сценарии таяния и оценивать, насколько быстро может расти уровень океана.

Исследование под шельфовым ледником Дотсона стало первым проектом такого масштаба в регионе. Полученные цифры помогают понять, насколько похожи или различаются подлёдные полости в других частях Антарктиды.

Сравнение: шельфовые ледники с высокой и низкой степенью теплового воздействия

Шельфовые ледники реагируют на тепло по-разному. Это различие важно учитывать при прогнозировании.

Ледники в зонах активного океанического потепления быстрее истончаются и теряют устойчивость.
Ледники, находящиеся в более холодных регионах, дольше сохраняют толщину.
В узких полостях тёплая вода достигает линии заземления быстрее.
Более широкие полости иногда обеспечивают частичное смешивание, уменьшая скорость прогрева ледового основания.

Плюсы и минусы использования автономных подводных аппаратов

Положительные стороны:

возможность работы в труднодоступных местах;
высокая точность измерений;
минимальный риск для исследователей;
длительная автономная работа.

Ограничения:

риск потери оборудования;
ограниченное пространство подо льдом;
сложность эвакуации аппарата при отказе;
необходимость точного планирования маршрутов.

Советы по изучению подлёдных полостей

Совмещать спутниковые наблюдения и автономные аппараты для повышения точности данных.
Учитывать рельеф дна при анализе циркуляции.
Проводить сезонные измерения для отслеживания циклов притока тёплой воды.
Сравнивать данные разных регионов для выявления общих закономерностей.