Антарктида однозначно повлияет на уровень океана, но есть нюанс: он может подняться на 44 см или опуститься на 22 см.

Размеры Антарктического ледяного щита сложно осознать: в среднем толщина льда в этом регионе составляет 2 километра, а его общая площадь почти в два раза превышает площадь Австралии. Исследования также показали, что антарктический ледяной щит содержит достаточно пресной воды, чтобы поднять уровень мирового океана на впечатляющие 58 метров, сообщает IFLScience.

Прогнозы указывают на то, что утрата льда антарктическим щитом, вероятно, станет основным фактором повышения уровня моря к 2100 году, хотя его вклад все еще остается неопределенным. Большинство исследований предполагают, что уровень моря, безусловно, поднимется в этом столетии, но вклад антарктического льда по-прежнему неясен: от повышения на 44 сантиметра до снижения на 22 сантиметра.

Ученые подчеркивают, что большая часть этой неопределенности связана с тем, что океанические процессы, определяющие судьбу щита, происходят на невероятно малых масштабах, и их крайне сложно измерить или смоделировать. К счастью, недавно ученым удалось достичь значительного прогресса в понимании "пограничного слоя лед-океан". Этот прогресс стал темой нового исследования, опубликованного в журнале Annual Reviews.

Сокращение, истончение и отступление

Ледники впадают в Южный океан на границах антарктического ледяного щита, формируя плавающие шельфовые ледники. Эти ледники играют ключевую роль, стабилизируя ледяной щит, но они также сокращаются.

Предыдущие исследования уже подтверждали, что океан растапливает шельфовые ледники снизу — процесс, известный как "базальное таяние". Усиление базального таяния привело к истончению и отступлению ледяного щита в некоторых областях, что способствовало повышению уровня мирового океана. Этот процесс также замедлил самое глубокое течение в глобальной опрокидывающей циркуляции — системе океанических потоков, циркулирующей по всему миру.

Шельфовые ледники огромны, как и ледники, которые их питают. Однако океанические процессы, контролирующие базальное таяние и судьбу всего ледяного щита Антарктиды, происходят на миллиметровом уровне. Известно, что они происходят в тонком слое океана, прямо подо льдом, что делает их трудными для отслеживания.

Пограничный слой между шельфовым ледником и океаном холодный, находится на километры от любого места и под очень толстым слоем льда, поэтому неудивительно, что его почти не измеряли. Ученые пытались исследовать этот слой с помощью других методов, таких как компьютерное моделирование, но это также представляет собой значительную сложность. До недавнего времени крошечные движения в пограничном слое лед-океан делали точное моделирование таяния льда недостижимым.

Изучение этого слоя с помощью других методов, таких как компьютерное моделирование, также является огромной проблемой. До недавнего времени крошечные движения в пограничном слое лед-океан делали точное моделирование таяния льда недостижимым.

Моделирование микромасштаба

Компьютерное моделирование океанических процессов само по себе не является новинкой. Однако лишь недавно стало возможным моделирование пограничного слоя лед-океан, поскольку вычислительные ресурсы увеличиваются, а их стоимость становится более доступной. Несколько исследовательских групп по всему миру взялись за эту задачу, моделируя микромасштабный океанский поток, который поставляет тепло льду для таяния.

Исследователи сосредоточились на выявлении связи между действиями океана и скоростью таяния льда. На данный момент они обнаружили не одну, а несколько связей, каждая из которых указывает на различный "режим" таяния. Авторы исследования отмечают, что состояние океана, включая его температуру, соленость и скорость течений, а также форму льда, определяет, какой именно режим таяния применяется.

Форма льда играет ключевую роль, поскольку талая пресная вода легче окружающего океана. Подобно тому, как горячий воздух поднимается к потолку комнаты, свежая, холодная талая вода собирается в углублениях на нижней поверхности ледяного покрова, изолируя лед от океанской воды внизу и замедляя таяние. Для резко наклонного льда изолирующий эффект значительно меньше. Энергичный поток талой воды, поднимающейся под крутым льдом, приводит к смешиванию с более теплыми водами океана, что ускоряет таяние.

Прорыв в понимании влияния ледяного щита Антарктиды

В новом исследовании ученые использовали океанические роботы, развернутые путем бурения через лед. Это дало исследователям беспрецедентный объем данных об окружающей среде под шельфовыми ледниками.

С помощью роботов ученые также обнаружили удивительный и красивый ледяной ландшафт на нижней стороне шельфовых ледников. Он состоит из множества различных ледяных образований, размером от сантиметров до километров.

Новые знания о таянии, полученные благодаря компьютерному моделированию и роботам, проливают свет на эти особенности и на то, как они формируются. Существование режимов таяния помогает объяснить эволюцию крутых террас и то, почему различные особенности появляются в разных частях шельфового ледника.

Тем не менее, ученые признают, что остаются и неопределенности. Например, до сих пор нет точной информации о том, как формируются некоторые из этих особенностей.

Новые симуляции, позволяющие границе лед-вода перемещаться во времени, демонстрируют "самоскульптурное" поведение таяния льда. Это похоже на то, как образуются и движутся дюны в пустыне. Однако потребуются дополнительные исследования, чтобы отследить формирование и эволюцию всего ледяного ландшафта.