Крупнейшей пресноводной системе Земли мешает что-то изнутри: интенсивный поток нарушает ее работу

Мощные импульсы грунтовых вод поднимаются из-под озер Мичиган и Гурок, образующих одну из крупнейших в мире пресноводных систем в мире. Этот поток, как считается, может кардинально изменить характер и место образования льда, что имеет важные последствия для моделей взаимодействия льда и климата, пишет PHYS.org.

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

Поскольку изменение климата оказывает давление на систему, новые исследования указывают, что традиционные модели, вероятно, могут недооценивать, насколько грунтовые воды способны дестабилизировать озерный лед вдоль береговых линий.

Если речь идет об образовании и стабильности озерного льда, на ум, как правило, приходят атмосферные факторы, например:

• температура воздуха;
• влажность;
• ветер;
• солнечная радиация.

Однако в новом исследовании Саид Мемариз Горной школы Колорадо с коллегами утверждают, что поток грунтовых вод может играть огромную роль в регулировании образования и таяния льда в крупных пресноводных системах.

В ходе исследования ученые использовали сопряженные гидродинамические модели льда, включающие пространственно и временно изменчивый расход грунтовых вод на дне озер Мичиган и Гурон. Команда также провела, как различные величины потока заменяют термическую стратификацию озера, начало замерзания и устойчивость льда.

Результаты указывают, когда поток грунтовых вод усиливается, он действует как слабый, но постоянный источник тепла, добавляя более теплую воду из-под поверхности, тем самым задерживая рост льда или способствуя его таянию.

В ходе исследования ученые протестировали ряд сценариев потока грунтовых вод. Результаты указывают на то. Что при низких потоках воздействие было незначительным, с небольшим истончением или задержкой замерзания в мелководных зонах. При умеренном потоке (в 100 раз больше базового потока) грунтовые воды могут нарушить термическую стратификацию, перемешивая более теплую воду вверх, что препятствует стабилизации льда. Но в самых экстремальных режимах потока (в 1000 раз больше базового потока) эффект становится драматичным. Данные указывают на то, что в этом случае в прибрежных зонах лед становится термически дестабилизированным, таяние начинается раньше и проникает вглубь суши, чем ранее предсказывали модели без учета грунтовых вод.

Результаты нового исследования также показывают, что дестабилизирующее влияние оказалось более сильным вблизи берегов озера из-за повышенного притока грунтовых вод. В то же время в недрах озера эффект смягчается объемом и теплоизоляцией. Простыми словами, слабое придонное тепло от грунтовых вод непропорционально сильно подтачивает лед вблизи мест, где люди, экосистемы и инфраструктура больше всего взаимодействуют с поверхностью озера.

Данные также указывают на то, что потоки грунтовых вод разнятся. Например, сильный поток в одном прибрежном секторе может локально растапливать или делать лед тоньше, при этом остальная часть водоема может оставаться замерзшей.

Теперь авторы исследования утверждают, что в контексте изменения климата, повышение грунтовых вод, изменение количества осадков, изменения в землепользовании или изменения в пополнении водоносных горизонтов могут сместить режимы потока грунтовых вод вверх. Это влияет на и без того уязвимый ледяной покров.