Скрытые подледные реки Антарктиды могут сыграть значительную роль в повышении уровня моря

Под огромными ледяными щитами Антарктиды существует сеть рек и озер. Это возможно благодаря изолирующему покрытию льда сверху, потоку тепла изнутри Земли и небольшому количеству тепла, выделяемому при деформации льда.

Вода смазывает основание ледяных щитов, позволяя льду скользить к океану со скоростью многие сотни метров в год. Когда вода выходит из-подо льда, она попадает в холодную и соленую полость под ледяными шельфами - плавающими продолжениями ледяных щитов, окаймляющих континент.

Здесь вода перемешивается, высвобождает питательные вещества и осадки и растапливает нижнюю часть ледяных шельфов, которые действуют как подпорки и сдерживают движение ледяных покровов.

То, как эти процессы будут протекать в течение следующих столетий, является основным фактором для понимания повышения уровня моря. К сожалению, это также одна из наименее исследованных частей нашей планеты.

Наш проект Антарктической научной платформы Аотеароа Новой Зеландии - это первое прямое исследование антарктической подледной реки, и он подтверждает результаты более ранних исследований, согласно которым эти подледные реки образуют эстуарии, впадая в океан, хотя и находятся на 82,5 градусах южной широты, скрытые под 500-метровой толщей льда и на расстоянии около 500 километров (311 миль) от открытого океана.

Исследование подледной реки

Наша команда только что вернулась с ледникового потока Камб на Западно-Антарктическом ледниковом щите (ЗАЛС). Камб - это спящий гигант.

Эта массивная ледяная река находится на другой стороне ЗАЛП от ледника Твейтса, ледника "судного дня" Антарктиды, который стремительно теряет лед. Раньше Камб текла быстро, но примерно 160 лет назад это прекратилось из-за изменений в распределении воды у основания льда.

Выше: На этой карте показаны реки (белые) под ледяными щитами Антарктиды (серые). Теплые цвета обозначают регионы с быстрым течением льда.

Хотя в настоящее время регион Камб не подвержен воздействию потепления океана, он в значительной степени компенсирует потерю льда, происходящую в других районах Антарктиды. Изменения в Камбе предвещают серьезные перемены для ледниковых щитов и океанов Антарктиды.

Одна из проблем заключается в том, что ледяные щиты реагируют не только на внешние изменения, такие как повышение температуры океана, но и на трудно предсказуемые внутренние изменения, такие как наводнения, которые происходят, когда подледные реки и озера "выходят из берегов".

Начало

Пандемия COVID тяжело отразилась на национальных антарктических программах и полевых научных исследованиях, которые они поддерживают. Глобальные задержки поставок и грузоперевозок держали нашу команду в напряжении в преддверии сезона.

Этим летом Новая Зеландия начала реконструкцию своей главной антарктической станции, базы Скотт, и разрабатывала траверс через снег для переброски больших команд на большие расстояния. Наша команда из Камба была одной из первых, кто воспользовался этой новой возможностью: лагерь работал в течение нескольких месяцев в более чем 900 км от постоянной станции Новой Зеландии.

Бурение сквозь антарктический лед - это целое искусство. В реальности мы прокладываем себе путь через лед с помощью регенерированной горячей воды.

Прибыв на место, команда смогла пробурить 500 м ледяного шельфа и удерживать отверстие диаметром 0,4 м открытым в течение почти двух недель. Это позволило нам взять образцы и провести наблюдения для целого ряда научных проектов.

Скрытая река

Почти десятилетние исследования принесли свои плоды, когда команда точно определила место, где нужно бурить, чтобы найти начало узкой реки под шельфом. Это оказалось даже более впечатляющим, чем предполагалось вначале: исследования скважины выявили реку высотой более 240 м, но шириной менее 200 м - гораздо более узкую цель, чем указывал поверхностный ледяной ландшафт.

Работа из скважины означает, что мы можем смотреть только в одном месте. В качестве противодействия этому ограничению коллеги из Корнельского университета направили своего океанского робота Icefin для изучения пространства подо льдом.

Одно из открытий, которое еще долго будет занимать команду, - это плотное сообщество вероятных амфипод, которое мы заметили, когда опустили камеры на морское дно. Рой был настолько плотным, что мы сначала подумали, что что-то не так с нашим оборудованием.

Последним заданием, которое выполнила команда, было развертывание океанского причала подо льдом. Эти приборы будут продолжать сообщать о состоянии океана в ближайшие годы.

Всего через пять дней после развертывания мы обнаружили цунами, вызванное извержением вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хапай.

Помимо базовых наблюдений, такие открытия служат сильной мотивацией для развертывания оборудования для долгосрочного мониторинга. В ближайшие годы команда будет внимательно следить за любыми изменениями в подледном течении рек, включая наводнения.