Разломы во льду и выбросы нефтяных месторождений встретились — итог для Арктики получился пугающим

Ледяные трещины усилили облакообразование в Арктике — Хосе Фуэнтес климатолог

Небольшие разломы в арктическом морском льду на первый взгляд кажутся незначительными, но на деле способны заметно влиять на климат. Новые данные показывают, что открытая вода в этих трещинах и промышленные выбросы рядом с нефтяными месторождениями могут усиливать друг друга. В результате ускоряется таяние льда и меняется поведение облаков. Об этом сообщает научная группа под руководством климатолога Хосе Фуэнтеса из Университета штата Пенсильвания.

Как трещины во льду запускают цепную реакцию

Весной в арктическом морском льду формируются протяжённые разломы — участки открытой воды, которые могут растягиваться от нескольких метров до километров. Эти зоны выделяют тепло и влагу, резко отличаясь от окружающего льда. Тёплый и насыщенный влагой воздух поднимается вверх, где при контакте с холодными слоями атмосферы формируются облака.

Во время исследовательских полётов в рамках кампании CHACHA над морями Бофорта и Чукотским учёные наблюдали, как такие трещины становятся очагами облакообразования. Особенно часто фиксировался морской дым — туманообразные шлейфы, возникающие при испарении над открытой водой. Эти облака одновременно отражают солнечный свет и удерживают тепло у поверхности океана.

Открытая вода как источник дополнительного тепла

Самый нижний слой атмосферы над льдом оставался относительно стабильным, но над разломами становился турбулентным. Конвективные потоки поднимались на высоту до 850 метров, перенося влагу и тепло. Температура воздуха рядом с такими участками повышалась примерно на 10 °C, что способствовало дальнейшему растрескиванию льда.

Подобные локальные процессы хорошо вписываются в более широкую картину быстрого потепления региона, где Арктика уже демонстрирует темпы изменений, опережающие глобальные средние значения, как и в случаях, когда ледники Гренландии и Антарктиды реагируют на локальные механизмы ускоренного таяния.

Облака питаются льдом и аэрозолями

Из открытых трещин в воздух поднимаются морские аэрозоли — микроскопические частицы соли и воды. Они служат "семенами" для облаков, помогая каплям расти и менять их оптические свойства. Даже небольшие шлейфы способны влиять на то, сколько солнечной энергии отражается обратно в космос и сколько тепла остаётся в системе "океан-лёд-атмосфера".

Весеннее солнце и активная химия

С возвращением солнечного света в арктическую весну активизируются галогены — соединения брома, хлора и йода. Под действием ультрафиолета они распадаются на высокореактивные атомы, запускающие цепочки химических реакций вблизи поверхности льда и снега.

"Эта полевая кампания дала уникальную возможность увидеть, как меняется химия в приземном слое атмосферы", — отмечает Хосе Фуэнтес.

Солёный снег и истощение озона

В прибрежных районах Арктики снег часто насыщен морской солью. При смешивании холодного воздуха с выбросами нефтяных месторождений такие снежные покровы начинают выделять бромсодержащие газы. Бром активно разрушает приземный озон, снижая его концентрацию и позволяя большему количеству солнечного света достигать поверхности.

Наблюдения вблизи Уткиагвика зафиксировали эпизоды резкого падения озона в нижних 300 метрах атмосферы. Это меняло химический баланс и влияло на то, как загрязняющие вещества стареют и распространяются в арктическом воздухе.

Промышленные шлейфы над льдом

В районе нефтяных и газовых объектов залива Прудо концентрации диоксида азота достигали 60-70 частей на миллиард — значений, близких к санитарным пределам США. Эти оксиды азота формируют специфический смог, повышающий кислотность воздуха и влияющий на дыхательные пути.

В устойчивой полярной атмосфере такие шлейфы задерживаются у поверхности и могут распространяться на большие расстояния. Подобные процессы показывают, что загрязнение способно влиять на климат далеко за пределами самих промышленных площадок, как и в других случаях, когда атмосферные реакции изменяют региональную экологию, например при вторичных инфекциях после COVID-19, где ключевую роль играет локальная химия воздуха.

Петля обратной связи и ускорение потепления

Открытая вода, облака и загрязнение образуют замкнутую систему обратной связи. Трещины усиливают нагрев и испарение, облака меняют радиационный баланс, а химические реакции дополнительно ослабляют лёд. Этот эффект особенно силён весной, в период активного распада морского покрова.

Учёные подчёркивают, что климатические модели часто сглаживают такие мелкомасштабные процессы, недооценивая их вклад. Более точные параметры, основанные на реальных измерениях, помогут лучше прогнозировать потери морского льда и региональные климатические изменения.

Почему это важно для будущего Арктики

Подробные вертикальные профили атмосферы, собранные в ходе полётов, дают редкую возможность проверить, как именно формируются облака и распространяются загрязнения. Это важно не только для науки, но и для практических решений — от планирования судоходства до адаптации инфраструктуры и жизни местных сообществ.

Повторение подобных измерений в разные сезоны и регионы Арктики позволит понять, насколько универсальны эти механизмы и где они оказывают наибольшее влияние.

Сравнение: чистый лёд и лёд рядом с источниками загрязнения

В районах без промышленной активности трещины во льду в основном влияют на теплообмен и облачность. Рядом с нефтяными месторождениями к этим факторам добавляется активная химия выбросов, усиливающая разрушение озона и ускоряющая таяние. Такое сочетание делает локальные эффекты значительно более выраженными.

Плюсы и минусы новых наблюдений

Новые данные помогают точнее описывать арктические процессы, но одновременно показывают сложность системы.
Плюсы: лучшее понимание взаимодействия льда, облаков и химии, улучшение климатических прогнозов.
Минусы: высокая сложность моделирования, необходимость дорогостоящих полевых кампаний.