С середины 1990-х годов ледяной щит Гренландии теряет массу, и в настоящее время осталось только три плавающих языка. Один из них, Ниогахальфьердсбре (или ледник 79°N), уже демонстрирует первые признаки нестабильности.
В новом исследовании учёные из Института Альфреда Вегенера изучили, как из-за глобального потепления образовалось и развивалось озеро с талой водой площадью 21 км² на поверхности ледника 79°N. Они заметили, что за годы существования это озеро вызвало гигантские трещины, а вытекающая вода поднимает ледник. Результаты исследования были опубликованы в журнале The Cryosphere.
Озеро впервые появилось в данных наблюдений 1995 года
«Озёр в этом районе ледника 79°N не было до повышения температуры атмосферы в середине 1990-х годов», — заявила профессор Аннжелика Хамберт, гляциолог из Центра полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера (AWI).
«С момента своего образования в 1995 году до 2023 года вода из озера неоднократно и резко стекала через каналы и трещины во льду, в результате чего огромное количество пресной воды достигало края языка ледника, выходящего в океан». Всего было семь таких событий, четыре из которых произошли за последние пять лет.
«В период с 2019 года и далее начали формироваться обширные треугольные поля трещин с трещинами в льду, которые отличаются от всех случаев стока воды из озера, которые я видела до сих пор», — говорит Хамберт.
Некоторые из этих трещин образуют каналы с отверстиями шириной в несколько десятков метров (мулены). Вода течёт через эти мулены и после основного стока озера, что означает, что в течение нескольких часов огромное количество воды достигает основания ледяного щита.
«Впервые мы измерили каналы, которые формируются во льду во время стока, и то, как они меняются с годами», — говорит Хамберт.
Поведение материала ледника
Поведение материала ледника играет здесь роль: с одной стороны, лёд ведёт себя как чрезвычайно вязкая жидкость, которая медленно течёт по подложке. В то же время он также эластичен, что позволяет ему деформироваться и возвращаться к своей первоначальной форме, подобно резиновой ленте. Именно эластичность льда позволяет образовываться трещинам и каналам.
С другой стороны, ползучесть льда помогает каналам внутри ледника снова закрываться с течением времени после стока. «Размер треугольных трещин на поверхности остаётся неизменным в течение нескольких лет. Радиолокационные снимки показывают, что, хотя они меняются со временем внутри ледника, их всё ещё можно обнаружить спустя годы после их образования», — отмечает Хамберт. Эти данные также показывают, что существует сеть трещин и каналов, что означает, что у воды есть несколько путей для выхода.
Исследователи проанализировали данные различных измерений. Используя данные спутникового дистанционного зондирования и данные аэрофотосъёмки, они смогли изучить, как озеро наполняется и осушается, а также пути движения воды внутри ледника. Вискоупругое моделирование позволило им определить, закрываются ли пути стока со временем и как.
Результаты поднимают важный вопрос: заставили ли частые стоки систему ледника перейти в новое состояние или система (всё ещё) может вернуться к нормальному зимнему состоянию, несмотря на такое количество воды?
«Всего за десять лет в стоке льда развились повторяющиеся закономерности и регулярность с массовыми и резкими изменениями притока талой воды в масштабе от часов до дней», — говорит Хамберт. «Это экстремальные возмущения внутри системы, и пока не исследовано, может ли ледниковая система поглотить такое количество воды и способна ли она влиять на сток».
Исследование предоставляет важные данные для включения трещин в модели ледяного щита и изучения того, как они формируются и влияют на ледник. Исследователи AWI тесно сотрудничают с учёными из ТУ Дармштадт и Университета Штутгарта в области моделирования.
Понимание и учёт поведения и воздействия трещин в леднике особенно важно при рассмотрении развития озера на леднике 79°N: из-за продолжающегося потепления атмосферы поверхности трещин возникают всё выше и выше по склону, воздействуя на всё большую площадь ледника.
Предоставлено Helmholtz Association of German Research Centres