Ледник Судного дня может поднять уровень моря вдвое сильнее, чем считалось

Фото из открытых источников

Новое исследование объясняет, почему ледник Судного дня в Антарктиде отступает быстрее, чем прогнозировалось, потенциально удваивая свой вклад в повышение уровня моря к 2100 году. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Ледник Туэйтса в Западной Антарктиде имеет прозвище: Ледник Судного дня. Он по размерам равен Флориде и содержит столько льда, что способен поднять глобальный уровень моря более чем на полметра. 

Кроме того, на протяжении десятилетий он теряет массу с ускоряющейся скоростью. Ученые пытаются точно смоделировать его будущее.  Однако существующие модели неоднократно недооценивали скорость изменений ледника по сравнению со спутниковыми наблюдениями.

Новое исследование объясняет, почему это происходит, и ответ делает перспективы значительно более мрачными. Исследование проводилось под руководством гляциологов из Калифорнийского университета в Ирвайне и Лаборатории реактивного движения НАСА. 

Согласно прогнозам исследования, к 2100 году кратер Туэйтс внесет вклад в повышение глобального уровня моря примерно на 30 миллиметров. Это примерно вдвое больше, чем предполагалось в предыдущих моделях. Ещё большее беспокойство вызывает тот факт, что прогноз предполагает отсутствие дальнейшего потепления климата.

На протяжении десятилетий гляциологи строили свои модели, опираясь на так называемую линию заземления. Эта линия показывает точку, где ледник переходит из состояния покоя на скальном основании в состояние плавания на воде. 

За этой границей лед начинает плавать в виде шельфового ледника, где океанская вода может растопить его снизу. Ранее эта линия рассматривалась как резкая, стабильная граница. Новое исследование утверждает, что это не так.

«Гляциологи долгое время основывали свои представления о динамике ледниковых щитов на «линии заземления» — четкой, узкой и в основном стабильной границе, где лед отходит от суши и начинает плавать на воде», — сказал ведущий автор исследования Маттиа Пойнелли. «Мы пришли к признанию иного устройства под основными ледниками Земли, спускающимися к океану. Спутниковые наблюдения демонстрируют существование «зоны прилегания», иногда шириной в несколько километров, где теплая океанская вода проникает глубоко под ледяные щиты и вызывает интенсивное таяние».

В модели линии соприкосновения льда с поверхностью океана таяние, вызванное воздействием океана, происходит в одной точке. В модели зоны соприкосновения льда с поверхностью океана теплая морская вода вымывается на несколько километров под лед во время каждого приливного цикла.

В периоды приливов и отливов морская вода движется под ледником, поднимая участки льда и обнажая все большую часть его нижней поверхности для таяния. Эта зона активна, динамична и значительно шире, чем предполагалось в моделях.

Для проверки новой методики исследователи использовали спутниковые данные финской радиолокационной группировки ICEYE с синтезированной апертурой. Это позволяет обнаруживать колебания в зоне контакта спутника Туэйтса с поверхностью Земли на уровне километров. 

Затем они откалибровали свою модель ледяного покрова, используя данные наблюдений за более чем 25 лет, с середины 1990-х годов по настоящее время. Наконец, они скорректировали параметры зоны заземления до тех пор, пока модель не стала соответствовать данным, фактически зафиксированным спутниками.

Когда в модель была включена зона соприкосновения с поверхностью шириной от 2 до 5 километров, она впервые успешно воспроизвела наблюдаемое отступление, истончение и ускорение вулкана Туэйтса. Традиционные модели с четкой линией отсчета не справились с этой задачей. Они недооценили историческую скорость изменений в четыре раза.

«Большинство прогнозов до настоящего времени с трудом справлялись с темпами потери массы из-за отсутствия необходимых физических расчетов», — сказал соавтор Эрик Риньо, профессор наук о земных системах в Калифорнийском университете в Ирвайне. «Наша новая модель с более полным физическим моделированием способна повторить рекорд, а затем выдает прогнозы, которые вдвое превышают прежние».

Подводный геологический объект, называемый хребтом Мужино, помогает замедлить отступление ледника Туэйтс. Это батиметрическое поднятие представляет собой участок морского дна, выступающий в качестве естественного барьера.

«Основной ствол горного хребта Туэйтс временно стабилизируется благодаря хребту Мужино», — сказал Пуанелли. «Как только этот хребет отколется, ледник будет непрерывно отступать по преимущественно ретроградному морскому дну к следующему топографическому возвышению — Южному хребту».

Один из самых тревожных выводов исследования — как скоро может произойти это обрушение. Моделирование, учитывающее зону посадки на мель в 4–6 километров, предсказывает 60-процентную вероятность пересечения хребта Мужино к 2100 году. Согласно некоторым сценариям, это событие может произойти уже в 2038 году.

Согласно прогнозам на 2100 год при постоянном климатическом воздействии, откалиброванная модель оценивает, что кратер Туэйтс приведет к повышению уровня моря на 30 ± 6 миллиметров. Это примерно вдвое больше, чем прогнозировалось в более ранних моделях, которые не в полной мере учитывали таяние в зоне контакта с грунтом.

Эти данные получены до учета дальнейшего потепления океана или других процессов обратной связи, которые могут еще больше ускорить разрушение ледника.

«Учитывая ключевые физические процессы и калибруя данные на основе исторических наблюдений, вы получаете надежный способ уменьшения неопределенности в прогнозах», — сказал Пойнелли.

«Мы десятилетиями документировали и количественно оценивали воздействие изменения климата на чувствительные ледяные щиты нашей планеты, но растущее осознание того, что происходит под ледниками, такими как ледник Туэйтса, в последние годы приводит к еще большему чувству тревоги», — добавил Риньо. «Эти результаты предсказывают более высокий риск прибрежных наводнений, чем ожидалось в ближайшие десятилетия, и большую подверженность им».