Спутники обнаружили «сильное таяние» под ледником Туэйтса в Антарктиде

Данные спутникового радара показывают значительное проникновение морской воды под Антарктиду Ледник ТуэйтсаЭто заставляет лед подниматься и опускаться.

Используя данные спутникового радара высокого разрешения, группа гляциологов под руководством исследователей из Калифорнийского университета в Ирвине обнаружила свидетельства того, что теплая морская вода под высоким давлением просачивается на несколько километров под подземный лед ледника Туэйтс в Западной Антарктиде. Этот ледник часто называют «Ледником Судного дня» из-за его решающей роли в потенциальном глобальном повышении уровня моря и катастрофических последствиях, которые такое повышение может иметь во всем мире. Это прозвище отражает огромный размер ледника и скорость таяния, которые, по мнению ученых, могут внести значительный вклад в повышение уровня моря, если он разрушится или полностью растает.

Команда под руководством Калифорнийского университета в Ирвине заявила, что широко распространенный контакт между океанской водой и ледником – процесс, повторяющийся по всей Антарктиде и в Гренландии – вызывает «сильное таяние» и может потребовать переоценки прогнозов глобального повышения уровня моря. Их исследование было опубликовано 20 мая в журнале Труды Национальной академии наук,

Данные и примечания

Гляциологи опирались на данные, собранные с марта по июнь 2023 года финской коммерческой спутниковой миссией ICEYE. Спутники ICEYE образуют «созвездие» на полярной орбите вокруг планеты, используя InSAR — интерферометрический радар с синтезированной апертурой — для постоянного мониторинга изменений на поверхности Земли. Несколько проходов космических аппаратов над небольшой определенной областью обеспечивают плавные результаты данных. В случае этого исследования оно показало подъем, падение и искривление ледника Туэйтса.

«Эти данные ICEYE предоставляют длинную серию ежедневных наблюдений, которые точно соответствуют приливным циклам», — сказал ведущий автор Эрик Рено, профессор наук о системе Земли в Калифорнийском университете в Ирвайне. «В прошлом у нас были некоторые непостоянные данные, и только с помощью этих немногих наблюдений было трудно понять, что происходит. Когда у нас есть непрерывный временной ряд и мы сравниваем его с приливным циклом, мы видим, что морская вода поступает с высокой скоростью. прилив и отлив, а иногда и тенденция вверх под ледником и попадание в ловушку, благодаря ICEYE, мы впервые начинаем видеть эту приливную динамику.

Снимок экрана: трехмерное изображение приливного движения ледника Туэйтса в Западной Антарктиде, полученное группировкой радаров с синтезированной апертурой ICEYE (SAR) на основе изображений, полученных 11, 12 и 13 мая 2023 года. Контурные плоскости представляют собой особенности топографии слоя на высоте. Интервал 50 метров. Каждый цветовой цикл интерферометрической полосы представляет собой фазовый сдвиг на 360°, что эквивалентно сдвигу на 1,65 см на расстоянии прямой видимости от поверхности льда. Интерферограмма наложена на изображение Landsat 9, полученное в феврале 2023 года. В этом исследовании мы показываем, что предел приливного изгиба варьируется в километрах во время приливного цикла, что позволяет предположить, что морская вода под давлением способна проникать на километры ниже материкового льда и стабилизировать сильный теплообмен. с основанием ледника. В правой части экрана дискретная диаграмма «яблочко» указывает на то, что просачивание морской воды распространилось еще на 6 км за пределы защитного хребта, что указывает на то, что отступление льда все еще продолжается со скоростью 1 км в год в этом критическом секторе Антарктиды. . Фото: Эрик Реньо/Калифорнийский университет в Ирвине

Расширенные спутниковые наблюдения

«До сих пор было невозможно наблюдать некоторые из наиболее динамичных процессов в природе с достаточной детализацией или повторяемостью, чтобы мы могли понять и смоделировать их», — сказал директор по аналитике ICEYE Майкл Воллерсхайм, соавтор книги «Наблюдение за этими процессами из космоса». Использование радиолокационных спутниковых изображений, которые обеспечивают точные измерения на уровне сантиметра с ежедневной частотой, представляют собой большой шаг вперед.

Рено сказал, что проект помог ему и его коллегам лучше понять поведение морской воды на нижних склонах ледника Туэйтс. Морская вода, поступающая от основания ледникового щита, вместе с пресной водой из-за геотермальных потоков и трения, накапливается и «должна куда-то течь», сказал он. Вода распределяется по естественным каналам или собирается в полостях, создавая достаточное давление, чтобы поднять ледяной покров.

«Есть места, где давление воды почти соответствует давлению вышележащего льда, поэтому требуется большее давление, чтобы вытолкнуть лед вверх», — сказал Рено. «Затем вода выдавливается настолько, что поднимает столб льда длиной более полумили».

И это не только морская вода. На протяжении десятилетий Рино и его коллеги собирали доказательства влияния изменения климата на океанские течения, которые выбрасывают более теплую морскую воду на берега Антарктиды и другие области полярных льдов. Глубокие циркумполярные воды соленые и имеют более низкую температуру замерзания. В то время как пресная вода замерзает при нуле градусов ЦельсияСоленая вода замерзает при температуре минус 2 градуса Цельсия, и этой небольшой разницы достаточно, чтобы способствовать «сильному таянию» базального льда, как выяснилось в исследовании.

Влияние на повышение уровня моря и будущие исследования

Соавтор Кристин Доу, профессор факультета окружающей среды университета. Университет Ватерлоо «Туэйтс — самое нестабильное место в Антарктиде, где уровень моря поднимается на 60 сантиметров», — сказал он в Онтарио, Канада. Что беспокоит, так это то, что мы недооцениваем скорость изменения ледника, что будет иметь разрушительные последствия для прибрежных сообществ по всему миру.

Рено сказал, что он надеется и ожидает, что результаты этого проекта будут стимулировать дополнительные исследования условий под антарктическими ледниками, выставки с участием автономных роботов и больше спутниковых наблюдений.

«Научное сообщество с большим энтузиазмом отправляется в эти отдаленные полярные регионы, чтобы собрать данные и лучше понять, что происходит, но финансирование все еще отстает», — сказал он. «В 2024 году мы работаем с тем же бюджетом в реальных долларах, что и в 1990-х годах. Нам нужно расширить сообщество гляциологов и физических океанографов, чтобы как можно скорее решить эти проблемы мониторинга, но сейчас мы все еще поднимаемся на Эверест. в теннисных туфлях».

Выводы и последствия для моделирования

В ближайшем будущем Реньо, который также является старшим научным сотрудником проекта в НАСАлаборатория реактивного движения (Лаборатория реактивного движения), сказал, что это исследование принесет долгосрочную пользу сообществу моделирования ледникового покрова.

«Если мы поместим такого рода взаимодействие между океанами и льдом в модели ледникового покрова, я ожидаю, что мы сможем гораздо лучше воспроизвести то, что произошло за последнюю четверть века, что приведет к более высокому уровню уверенности в наше будущее», — говорится в прогнозе. «Если мы сможем добавить этот процесс, который мы объясняем в статье, который не включен в большинство существующих моделей, тогда реконструкция модели должна будет намного лучше соответствовать наблюдениям». «Если мы сможем этого добиться, это будет огромной победой».

«На данный момент у нас недостаточно информации, чтобы так или иначе сказать, сколько времени осталось до того, как просачивание океанской воды станет необратимым», — добавил Доу. «Улучшая модели и сосредоточив наши исследования на этих важных ледниках, мы попытаемся это сделать. определить хотя бы эти цифры». На протяжении десятилетий, а не столетий, эта работа будет помогать людям адаптироваться к изменению уровня океана, одновременно сосредоточив внимание на сокращении выбросов углекислого газа, чтобы предотвратить наихудший сценарий.

Ссылка: «Крупномасштабные вторжения морской воды под подземный лед ледника Туэйтс, Западная Антарктида», Эрик Рено, Энрико Чераччи, Бернд Шухель, Валентин Толбекен, Майкл Воллерсхайм и Кристин Доу, 20 мая 2024 г., Труды Национальной академии наук.
дои: 10.1073/pnas.2404766121

В этом проекте к Риньо, Доу и Воллершиму присоединяются Энрико Чераччи, младший специалист по науке о системе Земли из Калифорнийского университета в Ирвайне и научный сотрудник НАСА; Бернд Шухель, исследователь систем Земли из Калифорнийского университета в Ирвайне; и Валентин Толбихин из ICEYE. ICEYE имеет штаб-квартиру в Финляндии и осуществляет свою деятельность в пяти странах мира, включая США. Исследование получило финансовую поддержку от НАСА и Национального научного фонда.