Антарктида непременно изменит уровень океана, но есть нюанс: повысится на 44 см или упадет 22 см

Размеры Антарктического ледяного щита весьма трудны для понимания: в среднем толщина льда в регионе достигает 2 километров, а его общая площадь почти в два раза больше площади Австралии. Исследования также показали, что антарктический ледяной щит содержит достаточно пресной воды, чтобы поднять уровень мирового океана на невероятные 58 метров, пишет IFLScience.

Прогнозы показывают, что потеря льда антарктическим щитом, вероятно, станет основным фактором повышения уровня моря к 2100 году, однако его вклад все еще остается неопределенным. Большинство исследований показывают, что уровень моря, непременно, поднимется уже в этом столетии, однако вклады антарктического льда все еще непонятны: от повышения на 44 сантиметра до падения на 22 сантиметра.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Ученые отмечают, что большая часть этой неопределенности связана с тем, что океанические процессы, контролирующие судьбу щита, происходят в невероятно малых масштабах, а потому их чрезвычайно сложно измерить или смоделировать. К счастью для нас, недавно ученые достигли значительного прогресса в понимании "пограничного слоя лед-океан". Этот прогресс и стал предметом нового исследования ученых, опубликованного в журнале Annual Reviews.

Сокращение, истончение и отступление

Ледники впадают в Южный океан на границах антарктического ледяного щита, образуя плавающие шельфовые ледники. Эти ледники выступают в качестве краеугольных камней, стабилизируя ледяной щит, но они также сокращаются.

Предыдущие исследования уже показали, что океан растапливает шельфовые ледники снизу — процесс, известный как "базальное таяние". Усиление базального таяния привело к истончению и отступлению ледяного щита в некоторых регионах, что повысило уровень мирового океана. Этот процесс также замедлил самое глубокое течение в глобальной опрокидывающей циркуляции — системе океанических течений, циркулирующей по всему миру.

Шельфовые ледники огромны, как и ледники, питающие их. Однако океанические процессы, контролирующие базальное таяние и судьбу всего ледяного щита Антарктиды, происходят в масштабе миллиметров. Известно, что они происходят в тонком слое океана, прямо подо льдом, а потому их сложно отследить.

Пограничный слой между шельфовым ледником и океаном холодный, находится в километрах от любого места и под очень толстым льдом, поэтому неудивительно, что его вообще почти не измеряли. Ученые пытались изучить слой с помощью других методов, например, компьютерного моделирования, но это также не слишком просто. До недавнего времени крошечные движения в пограничном слое лед-океан делали точное моделирование таяния льда недостижимым.

Изучение этого слоя с помощью других методов, таких как компьютерное моделирование, также является огромной проблемой. До недавнего времени крошечные движения в пограничном слое лед-океан делали точное моделирование таяния льда недостижимым.

Моделирование микромасштаба

Само по себе компьютерное моделирование океанических процессов не является чем-то новым. Однако лишь недавно моделирование пограничного слоя лед-океан стало возможным, поскольку вычислительные ресурсы растут, а их стоимость становится все более доступной. Несколько исследовательских групп по всему миру взялись за эту проблему, моделируя микромасштабный океанский поток, который поставляет тепло льду для таяния.

Исследователи сосредоточились на обнаружении связи между тем, что делает океан, и тем, как быстро тает лед. Пока что они обнаружили не одну связь, а несколько, каждая из которых указывает на различный "режим" таяния. Авторы исследования отмечают, что состояние океана, в том числе его температура, соленость и скорость течений, а также форма льда определяют, какой именно режим таяния применяется.

Форма льда имеет ключевое значение, поскольку талая пресная вода легче окружающего океана. Подобно тому, как горячий воздух собирается в верхней части комнаты, свежая, холодная талая вода собирается в углублениях на нижней поверхности ледяного покрова, изолируя лед от океанской воды внизу и замедляя таяние. Для круто наклонного льда изолирующий эффект намного меньше. Энергичный поток талой воды, поднимающейся под крутым льдом, приводит к смешиванию с более теплыми водами океана, что усиливает таяние.

Прорыв в понимании влияния ледяного щита Антарктиды

В новом исследовании ученые использовали океанических роботов, развернутых путем бурения через лед. Это предоставило исследователям беспрецедентный объем данных об окружающей среде под шельфовыми ледниками.

Посредством роботов ученые также обнаружили странный и прекрасный ледяной ландшафт на нижней стороне шельфовых ледников. Он состоит из множества различных ледяных образований размером от сантиметров до километров.

Новые знания о таянии, полученные с помощью компьютерного моделирования и роботов, проливают свет на эти особенности и то, как они формируются. Существование режимов таяния помогает объяснить эволюцию крутых террас или то, почему разные особенности появляются в разных частях шельфового ледника.

Впрочем, ученые признают, что остаются и неопределенности. Например, до сих пор точно неизвестно, как формируются некоторые из этих особенностей.

Новые симуляции, которые позволяют границе лед-вода перемещаться во времени, демонстрируют "самоскульптурное" поведение таяния льда. Это похоже на то, как образуются и движутся дюны в пустыне. Но потребуются дополнительные исследования, чтобы проследить формирование и эволюцию всего ледового ландшафта.