Антарктический ледяной щит, занимающий территорию почти вдвое большую, чем площадь Австралии, играет ключевую роль в глобальном климате. Его средняя толщина составляет около двух километров, а содержащийся в нем объем пресной воды достаточно велик, чтобы поднять уровень Мирового океана на 58 метров в случае полного таяния. Однако, несмотря на очевидную угрозу, прогнозы его влияния на уровень моря к 2100 году сильно различаются — от повышения на 44 см до снижения на 22 см. Это связано с тем, что процессы, регулирующие таяние льда, происходят в малых масштабах и до сих пор остаются недостаточно изученными.
Новое исследование, опубликованное в журнале Annual Reviews, представляет значительный шаг вперед в понимании взаимодействия ледяного щита с океаном. Ученые подробно изучили так называемый пограничный слой лед-океан, определяющий, насколько интенсивно теплые морские воды воздействуют на ледники. Они установили, что главным механизмом потери льда является базальное таяние — процесс, при котором океан размывает шельфовые ледники снизу, постепенно истончая их и провоцируя их отступление.
Ослабление ледников оказывает влияние не только на уровень моря, но и на глобальную систему океанических течений. В частности, таяние ледяного покрова замедляет циркуляцию глубинных вод, что может повлиять на климатические процессы во всем мире. Однако изучение этих явлений представляет сложность, так как процессы, ответственные за таяние, происходят в тонком слое воды под многокилометровыми толщами льда, что делает их крайне труднодоступными для прямых измерений.
До недавнего времени моделирование этих процессов было практически невозможным из-за огромных вычислительных затрат. Однако развитие технологий позволило создать точные компьютерные модели, которые помогают исследователям проследить, как именно тепло передается от океана к ледникам. Специалисты обнаружили, что существует несколько различных режимов таяния, зависящих от температуры, солености воды, скорости течений и особенностей структуры льда.
Форма ледяного покрова играет ключевую роль в этом процессе. Например, в зонах с пологими участками подтаявшая пресная вода скапливается подо льдом, изолируя его от более теплых слоев океана и замедляя таяние. Напротив, в районах с крутыми склонами талая вода уносится течениями, вызывая более активное взаимодействие с теплой водой и ускоряя разрушение льда.
Дополнительные данные ученые получают с помощью автономных подводных аппаратов, оснащенных гидролокаторами и камерами. Эти роботы исследуют подледные ландшафты и выявляют различные структуры, формирующиеся в результате процессов таяния. Например, недавно в восточной части шельфового ледника Дотсон, где вода более спокойная и теплая, были обнаружены ступенчатые базальные террасы. А в западной части того же ледника, где течения более холодные и быстрые, зафиксированы крупные углубления, похожие на раковины моллюсков.
Несмотря на значительный прогресс, остается множество вопросов. До сих пор неясно, как именно формируются некоторые ледяные структуры, а также как они будут эволюционировать в будущем. Ученые разрабатывают новые модели, способные учитывать динамическое изменение пограничного слоя льда и воды, что поможет уменьшить неопределенность в прогнозах.
