Новое исследование показывает, как скорость океанских течений и форма морского дна влияют на количество тепла, поступающего под шельфовые ледники Антарктиды, что способствует их таянию.
Учёные из Университета Восточной Англии (UEA) использовали автономный подводный аппарат для исследования под шельфовым ледником Дотсон в море Амундсена — районе быстрой потери ледникового льда, во многом из-за повышения температуры океана вокруг и под шельфовыми ледниками.
Циркуляция тёплой воды и перенос тепла в полостях под шельфовыми ледниками — важные, но малоизученные области. Для решения этой проблемы команда собрала данные более чем с 100 километров маршрутов подводного робота, проложенных по морскому дну в полости Дотсон.
Статья «Наблюдения турбулентного перемешивания в полости шельфового ледника Дотсон» опубликована в журнале Ocean Sciences.
Ведущий автор исследования доктор Марен Рихтер из Центра наук об океане и атмосфере UEA сказал: «Подъём глубоких слоёв тёплой воды к более мелководной границе между льдом и океаном в полостях шельфовых ледников — это то, что вызывает таяние снизу. Это таяние делает шельфовый ледник тоньше и, следовательно, менее прочным».
«Мы обнаружили, что, хотя происходит перемешивание тёплой воды с более холодной, под шельфовым ледником Дотсон, большая часть тёплой воды не перемешивается вверх. Вместо этого она течёт горизонтально к линии заземления — точке, где ледник теряет контакт с морским дном и начинает плавать».
«Это означает, что вода остаётся тёплой на всём пути до линии заземления, где она может растопить ледник напрямую. Это может привести к тому, что ледник будет отступать, ускоряться и терять больше льда в океан. Вместе отступление, увеличение скорости и усиление таяния способствуют повышению уровня моря во всём мире».
Во время миссии, первой в своём роде под шельфовым ледником Дотсон, исследователи обнаружили тёплую солёную воду под более холодной пресной водой. Уже известно, что тёплая вода транспортируется вверх путём перемешивания. Однако это исследование показывает, что перемешивание и подъём тёплой воды наиболее сильны в районах притока к востоку от шельфового ледника, где течения быстрее, а морское дно круче, причём градиент коренных пород имеет особенно важное значение.
Скорости течений, зафиксированные в этой области роботом по имени Boaty McBoatface, управляемым Национальным центром океанографии, составляли от пяти до десяти сантиметров в секунду. Градиент в самых крутых участках составлял около 45 градусов.
Доктор Рихтер добавил: «Мы ожидали, что влияние скорости течения на перемешивание будет намного выше, чем то, что мы обнаружили. Вместо этого форма морского дна, похоже, действительно важна».
«Мы также обнаружили воду в самой глубокой части полости, которая была на удивление тёплой, и сейчас мы работаем над объяснением того, как и когда она туда попала».
Данные были собраны в ходе четырёх миссий в 2022 году, когда Boaty, оснащённый датчиками для измерения свойств воды, включая температуру, течение, турбулентность (перемешивание) и содержание кислорода, двигался по дну полости шельфового ледника, держась на высоте около 100 метров над морским дном. Boaty находился в полости примерно 74 часа.
Миссии по отправке робота в полость шельфового ледника и последующему его извлечению на поверхность очень сложны, а миссии с прибором, который может измерять перемешивание, особенно редки.
«Эта миссия была первой в своём роде под шельфовым ледником Дотсон», — сказал доктор Рихтер. «Мы получили очень ценные базовые измерения, которые теперь можно сравнить с предположениями о перемешивании в региональных и глобальных моделях взаимодействия шельфовых ледников с океаном, а также с измерениями под другими полостями шельфовых ледников, что поможет нам понять, чем эти полости похожи или отличаются друг от друга».
Тёплая глубокая вода, которая перемешивается вверх, не только повышает температуру в верхнем слое океана, но и может переносить питательные вещества и микроэлементы вверх, что очень важно для местных цветений водорослей и зависящих от них существ.
Хотя в этом исследовании не измерялся перенос питательных веществ путём перемешивания, данные могут быть использованы другими исследователями, которые хотят рассчитать последствия перемешивания в полости.
Работа была выполнена в рамках проекта Международного сотрудничества по леднику Туэйтс — крупной пятилетней исследовательской программы, направленной на понимание причин потери льда и более точное прогнозирование того, как это может способствовать повышению уровня моря.
Предоставлено Университетом Восточной Англии.