Тревожный звонок из Антарктиды

На этой иллюстрации морская вода течет глубоко под поверхностью в активно открывающуюся трещину шельфового ледника в Антарктиде. Новое исследование показывает, что такие трещины могут открываться очень быстро, и что текущая морская вода помогает контролировать скорость разрушения шельфового ледника. Кредит: Роб Сото

В ледниках Гренландии и Антарктиды достаточно замерзшей воды, и если бы они растаяли, уровень мирового океана поднялся бы на несколько футов. Что произойдет с этими ледниками в ближайшие десятилетия, остается самым большим неизвестным в будущем повышения уровня моря, отчасти потому, что физика откалывания ледников еще не полностью понята.

Ключевой вопрос заключается в том, как более теплые океаны могут привести к более быстрому распаду ледников. Вашингтонский университет Исследователи продемонстрировали самый быстрый крупномасштабный разлом, известный на шельфовом леднике Антарктики. Исследование было недавно опубликовано в Предоставлено Университетом Персидского залива.На нем показано, что трещина длиной 6,5 миль (10,5 километров) образовалась в 2012 году на леднике Пайн-Айленд — отступающем шельфовом леднике, удерживающем более крупный ледяной щит Западной Антарктики — примерно за 5,5 минут. Это означает, что трещина открылась со скоростью около 115 футов (35 метров) в секунду, или около 80 миль в час.

«Насколько нам известно, это самое быстрое открытие разлома, которое когда-либо наблюдалось», — сказала ведущий автор Стефани Олинджер, которая проводила эту работу в рамках своего докторского исследования в Университете Висконсина и Гарвардском университете, а сейчас является научным сотрудником Стэнфордского университета. . «Это показывает, что при определенных условиях шельфовые ледники могут сломаться. Это говорит нам о том, что нам нужно искать такое поведение в будущем, и говорит нам, как мы можем описать эти трещины в крупномасштабных моделях ледникового покрова. .»

Важность образования трещин

Трещина представляет собой трещину, которая проходит через плавучий лед типичного шельфового ледника Антарктики примерно на 1000 футов (300 м). Эти трещины являются предшественниками откалывания шельфового ледника, когда большие куски льда отрываются от ледника и падают в море. Подобные события часто происходят на леднике Пайн-Айленд, где наблюдаемый в исследовании айсберг уже давно отделился от континента.

Спутниковые снимки, сделанные 8 мая (слева) и 11 мая (справа) с разницей в три дня в 2012 году, показывают новый разлом, образующий букву «Y», ответвляющийся слева от предыдущего разлома. Три сейсмических прибора (черные треугольники) зафиксировали вибрации, которые были использованы для расчета скорости распространения разломов до 80 миль в час. Фото: Олингер и др./AGU Advances.

«Шельфовые ледники оказывают важное влияние на стабильность остальной части антарктического ледникового щита. Если шельфовый ледник ломается, лед за ним фактически ускоряется», — сказал Оллингер. «Этот процесс разрушения в основном аналогичен антарктическим шельфовым ледникам. работа». Создание больших айсбергов.

В других частях Антарктиды разломы часто развиваются в течение месяцев или лет. Но это может произойти быстрее в быстро развивающейся среде, такой как ледник Пайн-Айленд, где, по мнению исследователей, уже сформировался ледяной щит Западной Антарктиды. Поворотный момент пройден Когда он падает в океан.

Проблемы мониторинга ледниковых изменений

Спутниковые изображения обеспечивают непрерывную обратную связь. Но спутники, вращающиеся вокруг Земли, проходят каждую точку Земли только раз в три дня. Трудно определить, что происходит в течение этих трех дней, особенно учитывая опасный вид хрупкого шельфового ледника Антарктики.

В новом исследовании ученые объединили инструменты для понимания формирования разломов. Они использовали сейсмические данные, записанные приборами, установленными на шельфовом леднике другими исследователями в 2012 году, а также радиолокационные наблюдения со спутников.

Ледниковый лед ведет себя как твердое тело в короткие сроки, но больше похоже на вязкую жидкость в длительные сроки.

«Образование трещины больше похоже на разбитие стекла или на разрушение Silly Putty? Вот в чем вопрос, — сказал Оллингер. — Наши расчеты этого события показывают, что оно очень похоже на разбитие стекла».

Роль морской воды и будущие исследования

Если бы лед был простым хрупким материалом, он бы разрушился быстрее, говорит Олингер. Дальнейшие исследования указали на роль морской воды. Морская вода в трещинах сохраняет пространство открытым для внутренних сил ледника. Поскольку морская вода имеет вязкость, поверхностное натяжение и массу, она не может мгновенно заполнить пустоту. Вместо этого скорость, с которой морская вода заполняет открывающуюся трещину, помогает замедлить распространение трещины.

«Прежде чем мы сможем улучшить эффективность крупномасштабных моделей ледникового покрова и прогнозов будущего повышения уровня моря, мы должны иметь хорошее физическое понимание множества различных процессов, влияющих на стабильность шельфового ледника», — сказал Олингер.

Ссылка: «Океаническое соединение ограничивает скорость разрушения при самом быстром распространении трещин на шельфовом леднике», Стефани Д. Олинджер и Брэдли Б. Липофски и Марен А. Денол, 05 февраля 2024 г., Предоставлено Университетом Персидского залива..
дои: 10.1029/2023AV001023

Исследование финансировалось Национальным научным фондом. Соавторы — Брэд Липофски и Марин Дегнол, оба преподаватели Университета Вашингтона в области наук о Земле и космосе, которые начали консультировать работу еще в Гарварде.