Новое исследование норвежских ученых показывает, что ловушки с теплой морской водой, спрятанные под шельфовыми ледниками Антарктиды, тают лед континента гораздо быстрее, чем ожидалось. Это открытие может переписать модели прогнозирования глобального повышения уровня моря. Исследования показывают, что относительно теплая вода значительно ускоряет процесс таяния со дна шельфовых ледников, в результате чего глобальный уровень моря поднимается намного быстрее, чем предполагалось ранее научным сообществом.
Шельфовые ледники — это огромные плавучие ледяные структуры, которые простираются от ледников в море и играют ключевую барьерную роль в замедлении потока большого количества материкового льда в океан. Исследовательская группа из Норвегии обнаружила, что длинные русловые структуры на дне шельфовых ледников могут образовывать ловушки для теплой морской воды и значительно увеличивать интенсивность таяния в определенных областях. Как только эти шельфовые ледники станут тоньше и менее стабильными, ледники за ними начнут стекать в океан быстрее, что значительно ускорит глобальное повышение уровня моря, превысив большинство текущих прогнозов.
Межправительственная группа экспертов ООН по изменению климата определила нестабильные полярные шельфовые ледники как серьезную климатическую угрозу, но этот процесс по-прежнему трудно полностью понять и смоделировать. Исследовательская группа сосредоточилась на шельфовом леднике Финбриссон в Восточной Антарктиде и провела углубленный анализ механизма подводного таяния. Результаты показывают, что форма дна шельфового ледника оказывает важное влияние на циркуляцию морской воды под ним. Когда на дне имеется русловая структура, поток воды образует небольшую циркуляционную систему, позволяющую теплой воде оставаться на поверхности слоя льда, а не утекать. Постоянное накопление тепла значительно интенсифицирует процесс плавления.
Исследователи обнаружили, что скорость плавления внутри этих каналов может быть локально увеличена примерно на порядок. «Мы обнаружили, что форма основания шельфового ледника — это не просто пассивная особенность, она активно удерживает тепло океана в местах, наиболее важных для последствий таяния», — объясняет ведущий автор исследования Тори Хартманн из Центра полярных исследований iC3 в Тромсё, Норвегия. «Шельфовый ледник Финбриссон расположен в Восточной Антарктиде, регионе, который обычно считается более холодным и менее подверженным воздействиям, чем другие части антарктического континента.
«Мы наблюдали под шельфовым ледником Финбриссона, что даже небольшое количество теплой воды может значительно увеличить таяние внутри каналов. В результате каналы могут расширяться и, в худшем случае, ослаблять стабильность всего шельфового ледника», — сказал Хартманн. «Поразительно, но когда у подножия шельфового ледника существуют каналы, даже скромный приток теплой глубоководной воды может иметь огромное влияние», — добавил Цинь Чжоу, соавтор исследования. «Это означает, что то, что некоторые ученые обычно считают более холодным шельфовым ледником, может оказаться более хрупким, чем ожидалось».
Чтобы изучить это явление, исследователи объединили подробные карты дна шельфового ледника Финбриссон с компьютерными моделями океанской полости под ним в высоком разрешении. Команда сравнила использование гладкой нижней части шельфового ледника с смоделированной версией, которая включала реальные каналы в более холодных и немного более теплых условиях океана. Этот подход позволил им изолировать, как каналы влияют на циркуляцию воды, смешивание и таяние. Работа также объединяет более ранние полевые наблюдения в регионе. Исследователи говорят, что сочетание долгосрочных измерений с передовым моделированием имеет решающее значение для понимания мелкомасштабных особенностей, скрытых под шельфовыми ледниками Антарктики. Сам Хартманн провел сотни дней, проводя полевые исследования на шельфовых ледниках Антарктики.
Ученые предупреждают, что более сильное таяние воды в канале может спровоцировать опасные циклы. По мере углубления и расширения канала в некоторых частях шельфового ледника может происходить неравномерное истончение, ослабляющее общую структуру шельфового ледника. Хрупкие шельфовые ледники не могут эффективно замедлить поток ледников позади них, что потенциально может привести к тому, что еще больше материкового льда попадет в океан. «Современные климатические модели не способны отразить этот эффект», — предупреждает Хартманн. «Это означает, что они могут недооценивать чувствительность «холодных» шельфовых ледников вдоль береговой линии Восточной Антарктики к небольшим изменениям или потеплению прибрежной морской воды. Такие изменения уже наблюдаются и, как ожидается, будут усиливаться в будущем».
Это открытие может иметь серьезные последствия для науки о климате и прибрежного планирования. По мнению исследователей, модели ледяного покрова и климата должны лучше учитывать эти мелкомасштабные процессы таяния, чтобы улучшить будущие прогнозы уровня моря. Изменения в потоках талой воды могут также повлиять на циркуляцию океана и морские экосистемы вокруг Антарктиды. Исследовательская статья «Каналированная топография усиливает восприимчивость к таянию холодных шельфовых ледников Антарктики» была опубликована в журнале Nature Communications. Исследование проводили Торе Хартманн из Центра полярных исследований iC3 и Цинь Чжоу из Акваплан-нива. Оба учёных базируются в Тромсё, арктической столице Норвегии.