Новий метод вимірювання швидкості танення льоду під поверхнею води дав дослідникам дивовижне відкриття: деякі льодовики тануть у сто разів швидше, ніж вважалося раніше.
Дослідження було опубліковане у science та задокументувало, як команда океанографів та льоціологів досліджувала динамічні процеси плавлення льодовиків Аляски.
"Вони виявили, що процеси плавлення кардинально відрізняються від тих, що ми припускали до цього часу", - заявила Твіла Муун, глаціолог Національного центру даних щодо снігу та льоду в Університеті Колорадо-Боулдер, який не брав участі в дослідженні.
Галерея: Таємниче життя в глибині Антарктики
Певною мірою процеси отелення та плавлення є нормальною частиною зміни сезону і навіть відбуваються протягом усього літа. Однак глобальне потепління прискорює розморожування глобальних льодовиків. Лід тане як на поверхні льодовика, так і під водою.
Льодовики можуть простягатися на багато метрів під поверхнею води, говорить Еллі Ендерлін, глаціолог з Державного університету Бойс, який також не зазнав впливу цього дослідження. Виявлення того, що вони тануть набагато глибше під водою, ніж думка, показує, що "льодовики набагато чутливіші до змін в океані, ніж ми думали". Як можна точніше зрозуміти процес плавлення важливо розрахувати кількість талого льоду та підвищення рівня моря.
"Ми просто настільки схвильовані, що можемо це зробити", - каже головний автор Девід Сазерленд, океанограф з університету Орегону. "Ми не були на 100 відсотків впевнені, що це буде працювати".
Тривале спостереження льодовиків дозволяє дослідникам - і студентам - зрозуміти, як зміна клімату впливає на крижану кризу. Студенти з американської петербурзької середньої школи на Алясці почали в 1983 році збирати дані про положення льодовика Леконте . Кілька років тому вченим з університету Аляски на південному сході стало відомо про проект, в рамках якого студенти відзначали скорочення льодовика. Ця обставина сприяла зростанню інтересу до процесу танення льодовика.
Вимірювання крижаної маси
leconte виявився ідеальним льодовиком для розслідування, оскільки він легко доступний морському льодовику, як сказав Сузерленд. Однак проект потребував стільки даних, що цілі колективи океанографів та льоціологів збирали їх навколо льодовика одночасно.
Розрахунок швидкості танення льодовика - складний і складний процес. Треба не лише знати, наскільки швидко лід проникає у фіорд, але й те, яка частина льоду насправді тане і яка відривається у вигляді айсбергів від головного льодовика.
"Я думав, що це досить легко, і це звучало як гарна ідея на папері", - із задоволенням зізнається Сазерленд. Але прогулянка на кораблі через фіорд, де льодовик Леконте зливається в море, є справжнім викликом навіть у хороших погодних умовах. Вчені провели кілька тижнів на борту корабля і працювали 24 години на день у 12-годинну зміну.
Гірські кози каталися на крижаних скелях, коли кити блукали по фіорду та морських птахів, котрі їдуть по воді. "Якщо ви не просто хотіли кращої погоди, це було досить чудове місце", - каже Сазерленд.
На борту 25-метрового « Стеллара» дослідники здійснили підводні сканування на сонарі, наприклад, для вимірювання морського дна. Однак замість того, щоб спрямувати свій сонар вниз, вони використовували його для створення тривимірного зображення області льодовика під поверхнею води.
Для того щоб зробити точні розрахунки, океанографи повинні були знати, наскільки швидко звукові сигнали проїжджали через фіорд. Тому були потрібні подальші вимірювання таких властивостей води, як солоність та температура, пояснив Сазерленд. Іноді було досить складно повісити надзвичайно дорогі вимірювальні прилади на краю корабля в морі.
Дослідники повторювали свої спостереження та вимірювання протягом двох літ.
"Виміряти цілу стіну льодовика протягом літа непросто", - каже Ерік Ріньот. Глаціолог з Каліфорнійського університету не брав участі в дослідженні.
"Ми не були на 100 відсотків впевнені, що це буде працювати".
Якщо перед льодовиком накопичується занадто багато льоду, "човен не може пройти", - каже Ріньот. Іноді судно також доводилося мимовільно відступати, якщо на берег вимило занадто багато льоду. Тоді часто дослідникам не доводилося сподіватися, що їхнє обладнання, залишене у воді, переживе натиск.
Одночасно команда льоціологів таборувалась на льодовиковому хребті. Дослідники стежили за чутливим радіолокаційним приладом, який фіксував природний рух льодовика. Камери із затримкою часу зафіксували потік льодовика, щоб вчені знали, наскільки швидко льод йде в море, каже Джейсон Амундсон, глаціолог університету Південно-Східного штату Аляска та співавтор дослідження.
Льодовиковий лід стає швидше, чим ближче до його переднього кінця льодовика, звідки він врешті-решт ковзає у море, сказав Муун. Він порівнює рухи льоду з виразом трубки для зубної пасти: Як тільки зубна паста доходить до отвору трубки, нічого не стоїть на шляху і вона виходить швидше. На краю льодовика лід може подорожувати до 23 метрів на день - і ця швидкість є важливою для обчислення процесу плавлення.
На підставі зібраних даних дослідники змогли обчислити швидкість плавлення для зануреної частини льодовика, що перевищує раніше прийняту швидкість на два порядки. За словами Ріньо, одна з теоретичних моделей, яка застосовується протягом 20 або 30 років, вже вважається занадто спрощеною та неточною.
На морському льодовику одночасно відбувається декілька процесів танення, через що вчені висвітлювали таємницю з кількох ракурсів. Якщо велика брила льоду лежить у ванній і не піддається будь-яким іншим впливам навколишнього середовища, то його процес плавлення був би досить простим.
Але коли прісна вода, яка розтанула з поверхні льодовика, потрапляє у фіорд, його більша плавучість збирається біля поверхні льодовика та сприяє його таненню.
Крім того, процес плавлення відбувається під водою, де б морська вода не торкалася поверхні льодовика. Справді чудова річ у новому методі - це, за словами Сазерленда, що можна було точно визначити, де відбувається розтанення льодовика.
ТОНК??Й ЛІД СТВОРЮЄ Д??ВНІ Д??ВНІ ЗВУК??
"Значна кількість льоду, натиснутого в море, тане саме там, де він контактує з морською водою [...] Отже, льодовик втрачає велику масу в процесі цього плавлення", - пояснює Ендерлін.
"Досить великий відсоток льоду, який потрапляє у море, тане через теплу морську воду", - підтверджує Амундсон.
Дослідники підрахували, що льодовик Леконте у травні втрачає майже півтора метри товщини в день в результаті цього процесу плавки, а в серпні - до 4,8 метра. Влітку тепла вода прискорює процес плавлення. У затоці Леконте тепліше, ніж ожеледиця трохи нижче 6 ° С - і тепліше, ніж у багатьох інших фіордів у світі.
Що з іншими льодовиками у світі?
Успіх нового методу вимірювання "відкриває можливість дослідникам у всьому світі використовувати їх також", говорить Сазерленд. Нові знахідки про льодовик Леконте на Алясці також можуть бути використані для досліджень льодовиків у Ґренландії та Антарктиці. "Процеси плавлення, які відбуваються під водою, можуть бути важливими скрізь", - каже Ендерлін.
Лише близько 50 з приблизно 100 000 льодовиків на Алясці - це морські льодовики - але вони є одними з найбільших. Ці "льодовики можуть змінюватися набагато швидше, ніж передні льодовики. Причиною цього є саме ці процеси, які відбуваються там, де льодовик проникає у море », - каже Амундсон.
Ґренландія , яка значною мірою вкрита масивним крижаним покривом , налічує близько 200 льодовиків. Однак вода там набагато холодніша, ніж в бухті Леконте.
На Аляски льодовики в першу чергу впливають процеси виплавлення на їх поверхні, оскільки лише деякі з них мають прямий контакт з морською водою, пояснив Ріньот. У Гренландії відіграють роль як поверхневі, так і підводні процеси, тоді як льодовики в Антарктиці тануть лише під поверхнею води. Тому важливо повністю зрозуміти процеси за межами Аляски.
З підвищенням температури, як це відбувається у зв'язку зі зміною клімату , повітря і вода нагріваються, що тане більше льоду, як каже Сазерленд. Однак важко відрізнити цю зайву кількість розплавленого льоду від тієї, яка також танула б у незмінних кліматичних умовах.
"Ці спостереження доволі чітко показують, що ми раніше не помічали речей", - каже Мун. "Це дзвінок", який повинен мотивувати дослідників до кращого розуміння цих систем.
На щастя, вони ще мають деякий час в іншому місці.
"Ці льодовики не тануть так швидко [як на Алясці]. Вони існуватимуть ще кілька десятиліть », - каже Сазерленд.
Стаття спочатку була опублікована англійською мовою на nationalgeographic.com.
