Антарктида неодмінно змінить рівень океану, але є нюанс: підвищиться на 44 см чи впаде 22 см

Розміри Антарктичного крижаного щита вельми важкі для розуміння: в середньому товщина льоду в регіоні досягає 2 кілометрів, а його загальна площа майже вдвічі більша за площу Австралії. Дослідження також показали, що антарктичний крижаний щит містить достатньо прісної води, щоб підняти рівень світового океану на неймовірні 58 метрів, пише IFLScience.

Прогнози показують, що втрата льоду антарктичним щитом, імовірно, стане основним фактором підвищення рівня моря до 2100 року, проте його внесок все ще залишається невизначеним. Більшість досліджень показують, що рівень моря, неодмінно, підніметься вже в цьому столітті, проте внески антарктичного льоду все ще незрозумілі: від підвищення на 44 сантиметри до падіння на 22 сантиметри.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Науковці зазначають, що більша частина цієї невизначеності пов'язана з тим, що океанічні процеси, які контролюють долю щита, відбуваються в неймовірно малих масштабах, а тому їх надзвичайно складно виміряти або змоделювати. На щастя для нас, нещодавно вчені досягли значного прогресу в розумінні "прикордонного шару лід-океан". Цей прогрес і став предметом нового дослідження вчених, опублікованого в журналі Annual Reviews.

Скорочення, витончення і відступ

Льодовики впадають у Південний океан на кордонах антарктичного крижаного щита, утворюючи шельфові льодовики. Ці льодовики виступають як наріжні камені, стабілізуючи крижаний щит, але вони також скорочуються.

Попередні дослідження вже показали, що океан розтоплює шельфові льодовики знизу — процес, відомий як "базальне танення". Посилення базального танення призвело до витончення і відступу крижаного щита в деяких регіонах, що підвищило рівень світового океану. Цей процес також уповільнив найглибшу течію в глобальній перекидній циркуляції — системі океанічних течій, що циркулює по всьому світу.

Шельфові льодовики величезні, як і льодовики, що живлять їх. Однак океанічні процеси, що контролюють базальне танення і долю всього крижаного щита Антарктиди, відбуваються в масштабі міліметрів. Відомо, що вони відбуваються в тонкому шарі океану, прямо під льодом, а тому їх складно відстежити.

Прикордонний шар між шельфовим льодовиком та океаном холодний, розташований за кілометри від будь-кого і під дуже товстим льодом, тому не дивно, що його взагалі майже не вимірювали. Вчені намагалися вивчити шар за допомогою інших методів, наприклад, комп'ютерного моделювання, але це також не надто просто. Донедавна крихітні рухи в прикордонному шарі лід-океан робили точне моделювання танення льоду недосяжним.

Вивчення цього шару за допомогою інших методів, таких як комп'ютерне моделювання, також є величезною проблемою. До недавнього часу крихітні рухи в прикордонному шарі лід-океан робили точне моделювання танення льоду недосяжним.

Моделювання мікромасштабу

Саме по собі комп'ютерне моделювання океанічних процесів не є чимось новим. Однак лише нещодавно моделювання прикордонного шару лід-океан стало можливим, оскільки обчислювальні ресурси зростають, а їхня вартість стає дедалі доступнішою. Кілька дослідницьких груп по всьому світу взялися за цю проблему, моделюючи мікромасштабний океанський потік, який постачає тепло льоду для танення.

Дослідники зосередилися на виявленні зв'язку між тим, що робить океан, і тим, як швидко тане лід. Поки що вони виявили не один зв'язок, а кілька, кожен з яких вказує на різний "режим" танення. Автори дослідження зазначають, що стан океану, зокрема його температура, солоність і швидкість течій, а також форма льоду визначають, який саме режим танення застосовується.

Форма льоду має ключове значення, оскільки тала прісна вода легша за навколишній океан. Подібно до того, як гаряче повітря збирається у верхній частині кімнати, свіжа, холодна тала вода збирається в поглибленнях на нижній поверхні крижаного покриву, ізолюючи лід від океанської води внизу і сповільнюючи танення. Для круто похилого льоду ізоляційний ефект набагато менший. Енергійний потік талої води, що підіймається під крутим льодом, призводить до змішування з теплішими водами океану, що посилює танення.

Прорив у розумінні впливу крижаного щита Антарктиди

У новому дослідженні вчені використовували океанічних роботів, розгорнутих шляхом буріння через лід. Це надало дослідникам безпрецедентний обсяг даних про навколишнє середовище під шельфовими льодовиками.

За допомогою роботів учені також виявили дивний і прекрасний крижаний ландшафт на нижньому боці шельфових льодовиків. Він складається з безлічі різних крижаних утворень розміром від сантиметрів до кілометрів.

Нові знання про танення, отримані за допомогою комп'ютерного моделювання і роботів, проливають світло на ці особливості та те, як вони формуються. Існування режимів танення допомагає пояснити еволюцію крутих терас або те, чому різні особливості з'являються в різних частинах шельфового льодовика.

Утім, учені визнають, що залишаються й невизначеності. Наприклад, досі достеменно невідомо, як формуються деякі з цих особливостей.

Нові симуляції, які дозволяють межі лід-океан переміщатися в часі, демонструють "самоскульптурну" поведінку танення льоду. Це схоже на те, як утворюються і рухаються дюни в пустелі. Але потрібні додаткові дослідження, щоб простежити формування та еволюцію всього льодового ландшафту.

Раніше Фокус писав про те, що в Антарктиді існує більше життя, ніж очікувалося.