Конец света может наступить на самом уязвимом леднике Антарктиды

Ледник Туэйтса в Антарктиде не зря называют ледником Судного дня. Если бы ледяной щит размером с Флориду растаял, это могло бы поднять уровень мирового океана на 65 сантиметров. И поскольку он является краеугольным камнем, который сдерживает другие ледяные щиты от стекания в океан, его исчезновение могло бы вызвать в общей сложности более 3 метров повышения уровня мирового океана. В 2018 году спонсоры из США и Великобритании создали Международное сотрудничество по леднику Туэйтса (ITGC) из 100 человек для исследования льда и его будущего с помощью согласованной кампании полевых работ, подводных аппаратов, дистанционного зондирования и компьютерного моделирования.

Теперь группа ITGC подводит итоги своей работы. И один из выводов заключается в том, что некоторые из наихудших сценариев — такие как неконтролируемое разрушение фронта откалывания айсбергов ледника, который выступает в океан как шельфовый ледник, — маловероятны в этом столетии, говорит Роберт Лартер, морской геофизик BAS и соруководитель проекта. Это беспокойство, говорит он, «не является огромным монстром, каким оно могло быть 10 лет назад».

Вместо этого предварительные результаты одной из групп моделирования ITGC предполагают, что в ближайшие десятилетия ледник Туэйтса будет неуклонно отступать, но не рухнет, способствуя повышению уровня мирового океана на 6 сантиметров к концу столетия. Это все еще большая часть от 38-77 сантиметров повышения, которое, согласно последним оценкам климатического отчета ООН, произойдет к 2100 году из-за таяния в Антарктиде и Гренландии. И это произойдет, даже если человечество внезапно прекратит выбросы парниковых газов, учитывая уже произошедшее потепление и медленное время реакции ледяного покрова, говорит Дэниел Голдберг, вычислительный гляциолог из Эдинбургского университета.

В долгосрочной перспективе перспективы по-прежнему мрачные. При наихудшем сценарии выбросов Туэйтс и многие из ледяных щитов, которые он поддерживает, могут рухнуть к 2300 году, добавив более 4 метров к уровню моря, согласно оценке, опубликованной в этом месяце в журнале Earth's Future большим сотрудничеством специалистов по моделированию, включая членов ITGC. (Однако модели, которые включали агрессивное сокращение выбросов, не показали такого краха.) А ученые-палеоклиматологи за пределами ITGC находят все больше доказательств — в ледяных кернах и даже в ДНК осьминогов — того, что этот регион потерял огромное количество льда около 125 000 лет назад, когда температуры были похожи на сегодняшние.

Гляциологи признали уникальную уязвимость ледника Туэйтса и других ледников в Западной Антарктиде в 1970-х годах. Лед заполняет огромную низменность, которая находится ниже уровня моря и спускается вглубь страны. Такая топография породила опасения, что как только ледник отступит от коренного хребта или порога, который помогает его замедлить, теплые океанские воды хлынут, разъедая подбрюшье ледника и ускоряя его отступление.

Два проекта ITGC использовали контролируемые взрывы для зондирования этой коренной породы сейсмическими волнами. Из-за задержек, связанных с пандемией, «мы получили некоторые данные, но не так много, как мне бы хотелось», — говорит Шридхар Анандакришнан, ледниковый сейсмолог из Университета штата Пенсильвания, который руководил одним из проектов. Тем не менее, его команда обнаружила, что под ледником лежит изменчивая смесь твердых пород, осадков и озер. Сложная топография может затруднить для моделей предсказание того, как быстро Туэйтс будет сползать и за что он зацепится, когда отступит за порог. На данный момент отступление может зайти лишь до определенного предела, говорит Джереми Бассис, гляциолог из Мичиганского университета. «В этом столетии потребуется приличная сила удара, чтобы сдвинуть его с порога в глубокие воды».

Две другие команды ITGC использовали радар для зондирования толщины плавающего шельфового льда в течение полевых сезонов с разницей в несколько лет. Они обнаружили, что толщина шельфа существенно не изменилась, говорит Эрин Петтит, гляциолог из Университета штата Орегон. «Скорость таяния, которую мы можем измерить с помощью радара, везде близка к нулю», — говорит она. По ее словам, отступление ледника, по-видимому, вызвано трещинами, а не таянием.

Пять лет назад Петтит и ее команда заметили зловещие «кинжальные» разломы, развивающиеся в шельфовом леднике. С тех пор их прогресс резко замедлился, хотя она все еще считает, что шельф расколется в следующем десятилетии. Когда бы это ни произошло, это не сильно ускорит потери, говорит Матье Морлигем, моделирующий ледяной покров в Дартмутском колледже. Моделирование, проведенное им и другими учеными ITGC, показывает, что шельф уже мало что делает для замедления ледника, поскольку он уже теряет связь с вершиной подводного хребта. «Он не очень-то поддерживает», — говорит Морлигем. «Людям это не очень понравилось, но это правда».

Несмотря на задержки в полевых работах из-за пандемии, две специализированные группы моделирования ITGC интегрировали новое подводное картирование Туэйтса и разработали модели, которые динамически связывают ледяной щит и океан. Например, один из проектов моделирования внимательно изучил так называемую «нестабильность морского ледяного утеса», идею о том, что по мере того, как фронт шельфового ледника сбрасывает айсберги, он будет становиться выше и менее устойчивым, образуя возвышающийся утес, который в конечном итоге начнет разрушаться под собственным весом. В исследовании, опубликованном в прошлом месяце в Science Advances , исследователи обнаружили, что нестабильность не возникнет, даже если Туэйтс отступит за пределы своей зоны заземления на пороге коренной породы. Тенденция ледника течь быстрее после освобождения от порога поможет сохранить его тонким и не допустить, чтобы лед торчал выше 1 километра над водой, что, по-видимому, является порогом для разрушения.

Хотя некоторые из этих новостей могут показаться хорошими новостями для ближайшего будущего Туэйтса, два палеоклиматических проекта ITGC ясно показывают, что ледник имеет историю непредсказуемости и быстрых изменений. В одном проекте исследователи пробурили лед до подстилающей породы около Туэйтса, измерив в лаборатории, когда эти образцы в последний раз подвергались бомбардировке космической радиацией и солнечным светом. Эти породы показали, согласно исследованию, проведенному в прошлом году в The Cryosphere , что Туэйтс и его соседи были по крайней мере на 35 метров тоньше, чем сегодня, всего несколько тысяч лет назад. Открытие предполагает, что ледник может восстановиться после прошлых потерь, хотя восстановление после сегодняшнего истончения потребует от мира быстрого сокращения выбросов парниковых газов, говорит Джоанн Джонсон, геолог из BAS. «А в масштабах общественного времени 3000 лет — это ужасно долгий срок для восстановления», — говорит она.

В рамках второго палеоклиматического проекта были извлечены осадочные керны из подводных пиков, чтобы составить карту того, насколько далеко Туэйтс простирался в сторону моря в последние столетия. В исследовании, опубликованном в этом году в Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые обнаружили, что отступление Туэйтса и соседнего ледника Пайн-Айленд началось в 1940-х годах, до всплеска современного потепления, возможно, вызванного сильным Эль-Ниньо в Тихом океане.

Используя подводный зонд, команда также исследовала хребет морского дна, который раньше помогал заземлять ледник. Зонд выявил шрамы, оставленные на хребте льдом, когда он поднимался и опускался приливами. Следы показали, что в течение года или двух в прошлом веке. Туэйтс отступал в три раза быстрее, чем сейчас, говорит Джулия Уэллнер, ледниковый геолог из Университета Хьюстона. «Все, что мы получаем, продолжает намекать на то, насколько динамичным он может быть».

Из-за этой непостоянности сложно определить будущее Туэйтса. То же самое касается и оставшихся пробелов в данных. Например, Анандакришнан не смог нанести на карту 70 километров коренной породы прямо вглубь суши от шельфового ледника, поэтому он не может с уверенностью сказать, как хребты там могут предотвратить отступление Туэйтса в будущем. А члены ITGC не смогли провести полевые работы на более быстро движущемся западном стволе ледника, поскольку он слишком изломан и опасен. Но еще одно крупное начинание, подобное ITGC, маловероятно в ближайшее время, учитывая, что основной спонсор ITGC США, Национальный научный фонд (NSF), испытывает нехватку средств и материально-технической поддержки для работы в Антарктиде. «Я не думаю, что [NSF] хочет слышать слово Туэйтс в течение 10 лет», — говорит Анандакришнан.