Было установлено, что заполнение и осушение талых озер приводит к изгибу плавучего Антарктического ледяного шельфа, что потенциально угрожает его стабильности.
Группа британских и американских исследователей измерила, насколько шельфовый ледник Мак-Мердо в Антарктике изгибается в ответ на заполнение и осушение талых озер на его поверхности. Этот тип сгибания был предложен ранее и смоделирован компьютерными моделями, но это первый раз, когда явление было измерено в полевых условиях.
Результаты демонстрируют связь между поверхностным таянием и ослаблением шельфовых ледников Антарктики и поддерживают идею о том, что недавний распад шельфа вокруг Антарктического полуострова мог быть вызван, по крайней мере, частично, большим количеством поверхностных талых вод, образующихся в результате потепления атмосферы.
По мере того, как климат продолжает нагреваться, все больше и больше шельфовых ледников могут стать восприимчивыми к изгибу и разрушению в течение следующего столетия.
Большая часть Антарктического континента покрыта антарктическим ледовым щитом, толщина которого достигает четырех километров и который содержит достаточно льда, чтобы поднять уровень Мирового океана примерно на 58 метров. На большей части континента и в течение большей части года температура воздуха значительно ниже нуля, а поверхность льда остается замороженной. Но около 75% ледяного покрова окаймлено плавающими ледяными шельфами, толщиной до километра, в основном ниже уровня моря, но с десятками метров их общей высоты, выступающими над водой. В летние месяцы, когда температура воздуха поднимается выше нуля, поверхности этих шельфовых ледников подвержены таянию.
По словам ученых, о поверхностных водах на ледяных шельфах известно уже давно. Более 100 лет назад была нанесена на карту и зафиксирована вода на шельфе Нансена, примерно в 300 километрах от того места, где проводились исследования на шельфе Мак-Мердо. В течение последних нескольких десятилетий на многих ледовых шельфах каждое лето можно было наблюдать широкое распространение поверхностных талых вод. Об этом сообщают образующихся снимки со спутников.
Ученые сообщают, что е до конца известно, в какой степени поверхностные воды могут дестабилизировать ледниковый покров, особенно в теплое лето, когда образуется больше талой воды. Если склон ледяного шельфа достаточно крутой, вода может стекать с ледяного шельфа в океан крупными поверхностными реками, смягчая любую потенциальную нестабильность.
Опасность возникает, если вода скапливается в поверхностных впадинах на ледяном шельфе и образует крупные озера. Лишний вес воды будет давить на плавучий лед, заставляя его погружаться дальше в море. Вокруг края озера лед будет изгибаться вверх, чтобы компенсировать это. Если озеро затем осушится, ледяной шельф теперь будет изгибаться назад, поднимаясь вверх, где раньше было озеро. Как считают специалисты, именно это заполнение и осушение озер заставляет ледяной шельф изгибаться, и если напряжения достаточно велики, могут также развиться трещины.
По мнению ученых, заполнение и осушение сотен озер могло привести к катастрофическому разрушению ледового шельфа Ларсена в 2002 году, когда всего за несколько дней было потеряно 3250 квадратных километров льда. Ученым удалось смоделировать быстрый распад этого ледяного шельфа с помощью механизма разрушения, вызванного загрузкой талой воды.
Но, по мнению ученых, проблема заключалась в том, что никто на самом деле не измерял изгиб и разрушение шельфа льда в поле, и поэтому специалисты не смогли полностью ограничить параметры модели. Отчасти поэтому учеными принято решение попытаться измерить процесс на ледовом шельфе Мак-Мердо.
Используя вертолеты, снегоуборочные машины и двухфутовые установки, исследователи создали серию датчиков давления для наблюдения за подъемом и падением уровней воды в впадинах, которые заполнились, чтобы стать озерами, и GPS-приемники для измерения небольших вертикальных движений ледяного шельфа.
Как считают ученые, большая часть сигнала GPS происходит из-за океанских приливов, которые перемещают плавучий ледяной шельф вверх и вниз на несколько метров два раза в день. Им удалось добиться желаемого результата и доказать, что ледяной шельф изгибается.
По мере сокращения ледниковых шельфов ледники и ледяные потоки все быстрее стекают в океан, способствуя глобальному повышению уровня моря.
