Ледяные щиты Гренландии и Антарктиды крайне уязвимы к глобальному потеплению, и учёные всё больше обеспокоены возможностью обрушения значительных частей этих щитов, если глобальные температуры продолжат расти.
Учёные определили три фактора, которые могут запустить процессы, подвергая ледяные щиты в Гренландии и Антарктиде дополнительному риску:
1. Нестабильность морского ледяного щита (Misi) — возникает, когда морское дно под ледяным щитом наклонено внутрь, к центру щита. Плавающие платформы льда, окаймляющие Антарктиду, — шельфовые ледники — слишком слабы, чтобы замедлить движение льда в океан. Из-за этого отступление ледяного щита будет происходить ускоренными темпами и может стать необратимым.
2. Нестабильность морских ледяных утесов (Mici) — связана с обрушением ледяных утёсов, оставшихся после распада шельфового ледника. Эти ледяные утёсы, если они станут выше 30-этажного здания, структурно неустойчивы и могут обрушиться из-за гидроразрыва. Это процесс, при котором поверхностная талая вода заполняет трещины, заставляя их раскрываться и вызывая распад шельфовых ледников. Их обрушение может вызвать быстрое отступление ледяного щита, поскольку далее обнажаются более высокие и склонные к обрушению ледяные утёсы.
3. Нестабильность уровня поверхности при таянии (Semi) — связана с тем, что таяние ледяного щита приводит к уменьшению его высоты над уровнем моря, что подвергает его воздействию более высоких температур воздуха и дальнейшему усилению таяния.
Западная Антарктида, где находятся одни из самых быстродвижущихся ледников в мире, включая ледники Пайн-Айленд и Твайтс, особенно уязвима к глобальному потеплению. Спутниковые наблюдения показали, что эти ледники отступили, истончились и движутся быстрее к океану, что указывает на то, что Misi потенциально уже действует в этом регионе.
Пока нестабильность морских ледяных утёсов была смоделирована в модели ледяного щита, но никогда не наблюдалась в реальном мире. Условия, которые могут привести к образованию таких высоких ледяных утёсов, и то, приведёт ли их обрушение к таким драматическим последствиям, всё ещё плохо изучены.
Однако всё больше ледников могут оказаться под угрозой, если они потеряют свои шельфовые ледники, что потенциально может обнажить нестабильные ледяные утёсы. Нестабильность уровня поверхности при таянии вызывает особую озабоченность в Гренландии, где поверхностное таяние увеличилось за последнее десятилетие и стало основной причиной потерь льда.
Если один (или несколько) из этих факторов нестабильности будет запущен, произойдёт необратимое отступление частей ледяных щитов, что приведёт к повышению уровня моря гораздо быстрее, чем планировалось. Потребуется ещё несколько столетий, чтобы лёд во всех регионах полностью отступил. Но может пройти чуть менее 300 лет при катастрофическом отступлении в Западной Антарктиде, обусловленном Mici.
Согласно последнему докладу IPCC, уровень моря может подняться на 0,3–1,6 метра к 2100 году в зависимости от будущих выбросов парниковых газов. Однако нельзя исключать повышение уровня моря более чем на 15 метров к 2300 году.
Спутниковые наблюдения и компьютерные модели помогают нам понять, как меняются Гренландия и Антарктида и как они будут продолжать меняться в будущем. Анализ спутниковых записей показывает, что регионы обоих ледяных щитов истончаются и движутся быстрее, чем раньше. Используя компьютерные модели, были выявлены самоусиливающиеся механизмы, которые могут привести к увеличению таяния ледяных щитов в будущем.
Международная команда, поддерживаемая Европейским космическим агентством, объединяет экспертов в области спутникового дистанционного зондирования и численного моделирования, чтобы определить, насколько близки полярные ледяные щиты к пересечению «точек перелома», за которыми их отступление станет необратимым.
Однако многое ещё предстоит понять и исследовать в отношении триггеров этих нестабильностей, и некоторые компьютерные симуляции показывают, что обрушение ледяных утёсов может не привести к столь драматичным последствиям, которые предсказывали некоторые исследователи.
Понимание того, что это значит для будущего повышения уровня моря, поможет снизить будущие риски и избежать драматических человеческих, социальных и экономических последствий, связанных с более частыми и серьёзными наводнениями на побережье, штормовыми нагонами и переселением прибрежного населения.