Трещины на «леднике Судного дня» отслеживают с помощью спутников NASA

Полное разрушение самого широкого в мире ледника Туэйтса в Западной Антарктиде вызовет изменения, которые могут привести к повышению уровня моря на 3,3 метра. Чтобы лучше прогнозировать разломы, которые могут привести к такому разрушению, и лучше понимать процессы, вызывающие изменения в антарктических шельфовых ледниках, группа исследователей из Пенсильванского университета разработала новый метод оценки трещин.

Свое исследование они опубликовали на страницах Journal of Geophysical Research: Earth Surface. Используя данные NASA со спутников, исследователи сосредоточились на измерении вертикальных трещин в антарктическом ледниковом щите, который ежегодно уменьшается примерно на 136 миллиардов тонн, но по-прежнему остается самым большим на Земле. Группа ученых специально изучила трещины в леднике Туэйтса, так называемом «леднике Судного дня» в Западной Антарктиде, чтобы разработать свой метод, который, по словам исследователей, может помочь определить структурную целостность шельфовых ледников и выявить, могут ли они обрушиться и когда это может произойти.

«Мы мало знаем о разломах, и их поведение гораздо сложнее, чем предполагают традиционные модели. Традиционные модели в значительной степени основаны на упрощенных моделях и редких, труднодоступных полевых наблюдениях», — говорит ведущий автор исследования Шуцзе Ван (Shujie Wang), доцент кафедры географии и сотрудник Института Земли и экологических систем в Университете штата Пенсильвания.

Моделирование отступления шельфовых ледников — сложная задача, особенно из-за недостатка данных о разрушении льда. По словам исследователей, эта проблема особенно актуальна для шельфового ледника Туэйтса, который является продолжением ледника Туэйтса и известен своими быстрыми изменениями, трещиноватой поверхностью и быстрым движением льда. Они считают, что шельфовый ледник Туэйтса является сдерживающим фактором для дальнейшего разрушения ледника.

Ричард Элли (Richard Alley), профессор наук о Земле в Университете Эвана Пью в Пенсильвании и соавтор статьи, сравнил шельфовые ледники с аркбутанами — архитектурными элементами, поддерживающими наружные стены зданий.

«Мы видели, как откалываются ледяные шельфы, но никогда не видели, чтобы они вырастали заново, — сказал Элли. — Это новое исследование показывает, что мы можем лучше прогнозировать момент, когда они откалываются. Это помогает выявлять сигналы раннего предупреждения».

Чтобы получить более подробную информацию о глубине разломов и их активности, исследовательская группа проанализировала данные, собранные спутником NASA Ice, Cloud, and Land Elevation Satellite-2 (ICESat-2) в период с 2018 по 2024 год. Спутник измеряет высоту ледников, уровень океана, высоту крон деревьев и другие природные характеристики.

Исследователи разработали рабочий процесс для обработки и анализа спутниковых данных с целью измерения динамики разломов. Двухэтапный подход позволяет получать профили высот поверхности с высоким разрешением и визуальные поперечные сечения разломов. Новый метод, основанный на более раннем алгоритме, разработанном Вангом для обнаружения отдельных разломов, позволяет выявлять различные типы и характеристики разломов в условиях меняющегося ландшафта.

Среди своих открытий исследователи отметили более агрессивное растрескивание в восточной части шельфа Туэйтса и относительную стабильность в западной части. Хотя они не смогли точно определить причины этих различий, они заявили, что более теплый зимний воздух, сокращение площади морского льда и изменения в циркуляции океана под шельфовым ледником могут способствовать росту трещин, что требует дополнительных исследований.

По мнению исследователей, ухудшение состояния трещин способствует более быстрому течению льда и возникновению эффекта домино в виде трещин и нестабильности внутри ледяных образований. Ван сказал, что их исследование должно помочь лучше понять причины возникновения трещин.

«Мы считаем, что если ледник Туэйтса станет очень нестабильным, это приведет к катастрофическим последствиям, — сказал Ван. — Это важная область для изучения, чтобы понять, что будет происходить дальше».

Эта работа является продолжением научной статьи 2023 года, также написанной под руководством Вана, в которой изучался коллапс шельфового ледника Ларсена В на Антарктическом полуострове в 2002 году. Исследование показало, что атмосферные и океанические факторы ослабляли шельфовый ледник в течение нескольких лет, что привело к его разрушению и распаду на части площадью 3,2 квадратных метра примерно за пять недель.

По словам Вана, в то время как традиционное моделирование трещин в шельфовых ледниках основывалось на теории, новые наблюдения закладывают основу для более точных моделей, которые должны появиться в результате долгосрочных исследований.

Ранее международная команда гляциологов под руководством Калифорнийского университета в Ирвайне обнаружила, что сравнительно теплая и соленая вода из океана проникает на километры в толщу ледника Туэйтса и делает его более уязвимым. Это приводит к более интенсивному таянию, чем считалось ранее, а значит, предыдущие прогнозы повышения уровня Мирового океана могут оказаться неверными.