Специалисты из Великобритании смоделировали таяние шельфовых ледников в Антарктиде и узнали, как на это влияют включения теплой морской воды. Исследователи также выяснили, что запускает необратимый процесс таяния антарктических ледников и какие из них наиболее уязвимы.
У климатических изменений много проявлений: частые засухи, лесные пожары, зеленеющие степи и прочее. Но часто говорят о таянии ледников — как в горах, так и на земных полюсах. К концу века, например, из-под ледовых толщ могут высвободиться территории площадью с Непал (при наилучшем сценарии) или Финляндию (при наихудшем). Но, помимо новых экосистем, талая вода наполняет Мировой океан, тем самым поднимая его уровень.
Ранее сообщалось, что к 2100 году, по прогнозам исследователей из Греции, пляжи Кипра могут оказаться под водой, а ближайшая к ним гостиничная инфраструктура сильно пострадает. Большой вклад в рост уровня Мирового океана вносят тающие антарктические льды. Достаточно вспомнить о леднике Туэйтса, или «леднике Судного дня», прозванном так за то, что, растаяв, он может поднять уровень Мирового океана на 60 сантиметров.
На 2019 год вклад ледника Туэйтса в общее повышение составил 4%, а недавно выяснилось, что его таяние ускорилось. Причина — морская вода, которая проникает в глубину и полости льда и уже изнутри растапливает его. Важно и то, что антарктические ледники прикреплены к материку, поэтому, чтобы понимать динамику ледяного покрова, нужно изучать такие зоны заземления.
Этим занялись двое исследователей из Кембриджа и Оксфорда (Великобритания). Они разработали модель, которая показывает обратную связь между вторжением морской воды в антарктический лед, его таянием и деформацией. Говоря иначе, геологи проанализировали, как и насколько сильно меняются шельфовые ледники Антарктиды из-за морской воды, постепенно проникающей в них. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature Geoscience.Модели с изначально плоским ледяным основанием показали, что таяние сперва концентрировалось там, где наблюдались сильное течение и высокая температура. Вследствие этого зона заземления льда расширялась, отчего в лед поступало все больше теплой морской воды с быстрым течением. Она же, в свою очередь, протапливала внутри каналы и полости. Все вместе ускоряло таяние ледника — получался замкнутый круг.
Интересно, что среди всех рассмотренных шельфовых ледников «ледник Судного дня» наименее восприимчив к таянию. Но, например, ледник Пайн-Айленд из-за сильного наклона заземления чувствителен к включениям морской воды. Отметим, что он вместе с ледником Туэйтса вносит наибольший вклад в повышение глобального уровня воды — около пяти процентов. Помимо этого, исследователи называют чувствительными к интрузивному таянию (когда морская вода внедряется в лед) ледники Ларсена и Гетца: у первого низкая скорость течения, отчего растаявший лед долго не уходит, а у второго уклон заземления усиливает тепловое воздействие.
Переломный момент необратимого таяния наступал именно при повышении температуры в океане. Это, по словам авторов статьи, нарушает равновесие таяния, отчего зона заземления становится шире. Другая проблема состоит в том, что наблюдения за динамикой шельфовых ледников ограничены, поэтому любые индикаторы ранних изменений ледяного щита будут ценными. Но, как выяснили исследователи, критическую точку в таянии прибрежных льдов трудно обнаружить, поскольку длина включения морской воды не увеличивается от роста температуры, пока не наступает переломный момент.
Хотя, как отметили ученые, созданные модели так или иначе упрощают множество процессов, они могут дополнить современные прогнозы таяния в Антарктиде и Гренландии. Ведь ранее в расчетах не учитывали возможность таяния приземной зоны ледников из-за внедрения в них морской воды.
Сложные зоны заземления ледяных покровов. Зона заземления (пунктирный круг в левом верхнем углу) морских терминирующих ледяных покровов включает в себя сети туннелей, каналов и полостей, по которым движется вода (в центре). Модели слоистых интрузий (поперечное сечение справа) рассматривают этот регион как двухслойную систему. Двумерную модель следует рассматривать как усредненное представление сложной трехмерной дренажной системы в центральной панели; в частности, есть участки, где лед остается в контакте с дном (то есть модель не предполагает, что лед плавает повсюду)