Таяние ледяных щитов в точках, где они плавают по Мировому океану, является главной климатической причиной, когда речь идет о повышении уровня моря. Но меньше известно о степени таяния, которое происходит из-за теплой соленой морской воды, которая просачивается под «заземленные» части ледяных щитов вдоль суши, а также о том, что происходит, когда эта смесь проникает глубоко под ледники.
Некоторую ясность может внести новое исследование, опубликованное в журнале The Cryosphere под руководством Александра Робеля, доцента Школы наук о Земле и атмосфере. Робель, который возглавляет группу по льду и климату в Технологическом институте Джорджии, и его команда исследователей разработали теорию, согласно которой таяние ледников может происходить быстрее, чем предполагалось ранее.
«Документ показывает, что теплая морская вода может проникать под ледники, и если это вызывает таяние на дне ледника, прогнозы будущего повышения уровня моря могут быть в два раза выше, чем текущие оценки», — говорит Робель. «Иными словами, наше исследование показало, что линия заземления (где ледниковый лед встречается с водой) не является непроницаемым барьером между ледником и океаном, как предполагалось ранее».
Используя прогнозы, основанные на математических и вычислительных моделях, исследование показывает, что вторжение морской воды в плоские или обратные непроницаемые пласты может произойти на расстоянии до десятков километров вверх по течению от конца ледника или линии заземления.
Свежая талая вода остается близкой к температуре льда, из которого она пришла, но соленая морская вода, проникающая под ледники, также может приносить тепло из океана, что, по словам исследователей, может вызвать гораздо более высокие темпы таяния на дне ледника.
Соавторами исследования Робеля являются Эрл Уилсон, научный сотрудник Калифорнийского технологического института, и Хелен Серусси, доцент Дартмутского колледжа.
Новое исследование использует базовую математическую теорию потока жидкости и большие компьютерные модели, запущенные на высокопроизводительном вычислительном кластере Партнерства для передовой вычислительной среды (PACE) в Технологическом институте Джорджии, чтобы делать свои прогнозы, и основывается на исследовании 2020 года под руководством Уилсона, которое показало, как такие вторжения могут происходить в результате лабораторных экспериментов.
«Прошлые измерения в ходе полевых экспедиций и спутников показали, что морская вода может проникать в подледниковые каналы талой воды, — отмечает Уилсон, — подобно тому, как океан может течь вверх по течению и смешиваться с речной водой в типичном эстуарии. Наше исследование показывает, что подледниковые эстуарии не просто возможны. но, вероятно, в широком диапазоне реалистичных сценариев, и их существование имеет серьезные последствия для будущего повышения уровня моря».
«Моделирование показывает, что даже несколько сотен метров базального таяния, вызванного вторжением морской воды вверх по течению от линий заземления морского ледяного щита, могут привести к прогнозируемой потере объема морского ледяного щита на 10–50 процентов выше», — объясняет Робель. «Километры базального таяния, вызванного вторжением, могут привести к прогнозируемой потере объема ледяного щита более чем вдвое в течение следующего столетия».
Робель добавляет, что эти результаты предполагают, что необходимы дальнейшие наблюдения, экспериментальные и численные исследования, чтобы определить условия, при которых происходит вторжение морской воды, и действительно ли оно приведет к быстрому отступлению морского ледяного щита и повышению уровня моря в будущем. Исследовательская группа начнет изучать измерения прошлых полевых экспедиций, чтобы подтвердить, верна ли их теория, и работает над получением финансирования в следующем году, чтобы отправиться в Антарктиду и искать такое вторжение в целевой экспедиции.
«В целом, это способствует важной части текущей работы, которая пытается оценить, как быстро тают ледяные щиты в меняющемся климате, — добавляет Робел, — и какие физические процессы имеют значение для этих быстрых изменений».
Теги: ледники, океан
