Плавучее устройство типа Argo с океанографическими датчиками провело исследование температуры и солёности в частях океана, которые ранее не изучались — под массивными плавучими ледяными шельфами в Восточной Антарктиде.
Уникальное исследование
В течение двух с половиной лет устройство собирало почти 200 профилей океана во время путешествия протяжённостью 300 километров вдоль шельфовых ледников Денмана и Шеклтона. Оно исчезло подо льдом и выжило, чтобы отправить первые в истории данные об океане под ледяным шельфом Восточной Антарктиды.
«Нам повезло, — сказал океанограф доктор Стив Ринтоул из CSIRO, национального научного агентства Австралии, в партнёрстве с Австралийской антарктической программой в Университете Тасмании. — Наш бесстрашный поплавок дрейфовал под льдом и провёл восемь месяцев под шельфовыми ледниками Денмана и Шеклтона, собирая профили от морского дна до основания льда каждые пять дней».
Неожиданные наблюдения
Эти беспрецедентные наблюдения дают новое представление об уязвимости ледяных шельфов. Измерения показывают, что ледяной шельф Шеклтона (самый северный в Восточной Антарктиде) на данный момент не подвержен воздействию тёплой воды, способной растопить его снизу, и поэтому менее уязвим.
Однако ледник Денмана с его потенциальным вкладом в 1,5 метра в повышение уровня мирового океана находится в неустойчивом положении: тёплая вода достигает его основания, и небольшие изменения толщины слоя тёплой воды могут привести к значительному ускорению таяния, что приведёт к нестабильному отступлению ледника.
Перенос тепла из океана в лёд зависит от условий океана в «приграничном слое» толщиной 10 метров непосредственно под ледяным шельфом. «Большим преимуществом поплавков является то, что они могут измерять свойства приграничного слоя, которые контролируют скорость таяния», — сказал доктор Ринтоул. «Измерения поплавков будут использоваться для улучшения представления этих процессов в компьютерных моделях, что снизит неопределённость в прогнозах будущего повышения уровня моря».
Важность исследования
Размещение большего количества поплавков вдоль антарктического континентального шельфа изменило бы наше понимание уязвимости ледяных шельфов к изменениям в океане. Это, в свою очередь, помогло бы снизить наибольшую неопределённость в оценках будущего повышения уровня моря, — сказал он.
Исследование под названием «Циркуляция и взаимодействие океана и ледяного шельфа под шельфовыми ледниками Денмана и Шеклтона» опубликовано в журнале Science Advances.
Повышение уровня моря представляет угрозу для сотен миллионов людей, живущих на побережье, включая низменные острова, дельты и прибрежные города. Насколько Антарктида будет способствовать повышению уровня моря, является наибольшей неопределённостью в будущих прогнозах.
Часть антарктического ледникового покрова покоится на коренных породах ниже современного уровня моря и потенциально уязвима к изменениям в окружающем океане. Большая часть уязвимого льда находится в Восточной Антарктиде, которая, как считалось, была изолирована от тёплой воды и поэтому вряд ли могла растаять. Но новые наблюдения показывают, что большие объёмы льда в Восточной Антарктиде потенциально находятся под угрозой.
Устойчивость антарктического ледникового покрова
Устойчивость антарктического ледникового покрова зависит от плавучих ледяных шельфов по краям Антарктиды. Когда ледники текут от континента к морю, они начинают плавать, образуя ледяные шельфы. Ледяные шельфы действуют как опоры, которые сдерживают поток льда из Антарктиды в океан. Если ледяные шельфы ослабнут или рухнут, больше льда потечёт с континента в океан, что приведёт к повышению уровня моря. Ключевым фактором, определяющим судьбу антарктического ледникового покрова — и, следовательно, скорость повышения уровня моря — является количество тепла в океане, достигающего основания плавучих ледяных шельфов.
Однако процессы, приводящие к таянию полостей ледяных шельфов, очень сложно наблюдать. Ледяные шельфы могут иметь толщину в сотни или тысячи метров. Хотя можно пробурить отверстие во льду и опустить океанографические датчики, это дорого и делается редко, поэтому в полостях ледяных шельфов было проведено очень мало измерений.
Поплавки, дрейфующие с океанскими течениями, периодически поднимаясь на поверхность для сбора профиля температуры и солёности, представляют собой альтернативу. «Была только одна проблема, — сказал доктор Ринтоул. — Поскольку лёд не позволял поплавку достичь поверхности моря, он не мог связаться со спутниками и получить GPS-координаты, чтобы сообщить нам, где он находится».
«Нам пришлось провести небольшое детективное расследование, чтобы определить, где были сделаны измерения поплавка. Каждый раз, когда поплавок ударялся головой об лёд, он измерял глубину основания ледяного шельфа, или осадку льда. Мы могли сравнить осадку льда, измеренную поплавком, со спутниковыми измерениями осадки, чтобы определить путь поплавка под льдом», — сказал он.
Предоставлено CSIRO.