Ученые создали самую полную карту мира, скрытого подо льдом Антарктиды

Фото из открытых источников

Чтобы исследовать ландшафт под многокилометровым ледяным щитом Антарктиды, ученые обычно таскают тяжелое радиолокационное оборудование по льду на снегоходах или подвешивают радары к крыльям самолетов. Однако даже после десятилетий путешествий по холодному континенту остаются географические пробелы шириной около 1000 километров.

Новый подход может это изменить. Исследователи создали полную карту коренных пород Антарктиды, используя лишь спутниковые снимки поверхности, о чем они сообщают в журнале Science. Этот метод, основанный на экстраполяции незначительных неровностей поверхности льда для определения особенностей, вызывающих эти неровности на глубине, может улучшить модели движения антарктического льда, что является критически важным фактором, определяющим объем льда, сползающего в море и способствующего повышению уровня моря, утверждают ученые.

«Это начало нового подхода к изучению того, что находится подо льдом», — говорит Стюарт Джеймисон, гляциолог из Даремского университета, не принимавший участия в этой работе. «Мы знали, что подобное должно быть возможно, но на самом деле речь идет о том, чтобы совершить этот скачок от возможности к созданию первого результата».

Ученые десятилетиями составляют карты подводного мира Антарктиды с помощью радаров. Низкочастотные радиоволны могут проникать сквозь километры чистого льда, отражаясь от слоев льда, воды и коренных пород на дне. Тем не менее, радары видят только то, что находится непосредственно под ними. Эти экспедиции иногда разделены расстоянием в 1000 километров, оставляя обширные участки подземной части континента неисследованными, говорит Хелен Окенден, гляциолог из Университета Гренобль-Альпы во Франции. Традиционно исследователи заполняли эти пробелы простыми экстраполяциями, часто предполагая гораздо более гладкий ландшафт, чем существует на самом деле, говорит она.

Итак, Окенден и ее команда приступили к картированию коренных пород, экстраполируя данные о неровностях поверхности льда — метод, который они ранее тестировали на леднике Туэйтс на западном побережье континента. Используя оптические изображения со спутников, исследователи оценили высоту поверхности, зафиксировав холмы и долины. Они объединили эту информацию с данными спутниковых радаров, которые в целом охватывают континент, но, поскольку приборы работают на более высоких частотах, не могут глубоко исследовать лед. Затем, используя давно известные уравнения, описывающие взаимодействие льда с расположенными под ним формами рельефа, группа смогла смоделировать точные неровности и впадины в коренных породах. Сравнивая полученные результаты с существующими областями радиолокационных наблюдений с земли, они подтвердили, что этот метод позволяет получить реалистичную карту подледникового ландшафта.

Полученная карта включает в себя ранее невиданные детали рельефа под ледниковым покровом, в том числе обширную сеть каналов, вырезанных текущей водой, простирающуюся на сотни километров. Работа выявила такие особенности, как долины и котловины — углубления в скальной породе — глубиной до 30 километров. Этот метод «заполняет множество пробелов», — говорит Джеймисон. «Он дает нам гораздо лучшее понимание структуры этого ландшафта».

Дункан Янг, гляциолог из Техасского университета в Остине, также не участвовавший в исследовании, говорит, что метод все еще не идеален. Он сравнивает новый подход с попыткой рассмотреть подстилающую текстуру сквозь толстое одеяло. «Вы можете получить представление о том, что находится под одеялом, но это не полная картина». По его словам, когда лед течет по скальной породе, он может взаимодействовать с элементами рельефа шириной всего в несколько метров, и этот метод не обладает достаточно высокой разрешающей способностью, чтобы запечатлеть эти детали. Для идентификации этих мелких элементов радарные методы по-прежнему будут лучшими.

Команда Окендена считает, что новая карта поможет в будущих радиолокационных исследованиях. «Теперь мы не так уж и слепы», — говорит Роберт Бингем, соавтор и гляциолог из Эдинбургского университета. «У нас есть очень хорошее представление о том, где дно довольно неровное, где нужно проводить тщательное обследование, чтобы действительно увидеть детали рельефа».

Гляциологам необходимы подробные сведения о коренных породах Антарктиды для моделирования движения льда в море, что, в свою очередь, влияет на прогнозы повышения уровня моря. По словам Окенден, сложно делать такие прогнозы, когда некоторые участки рельефа под Антарктидой неизвестны. «Более глубокое понимание рельефа под ледяным щитом и информация, которая поможет определить места проведения геофизических исследований, действительно окажут большую помощь», — говорит она.