Тысячи лет назад антарктический ледник отступал быстрее, чем мы когда-либо видели, и это заставило гляциологов переосмыслить ситуацию.
Агульяс II, корабль, используемый для съемки хребтов. Предоставлено Джулианом Даудесвеллом
В последние пару десятилетий у нас были спутники, направленные на ледяные щиты Земли, которые документировали потери, вызванные изменением климата. Но эти годы - небольшая выборка, когда дело доходит до понимания диапазона поведения этих замерзших областей на протяжении эонов геологического времени.
Вот почему ледниковые геологи теперь ищут под водой, чтобы узнать больше о ледяных щитах. Точно так же, как ледники вырезали землю, оставляя после себя долины и поля валунов, геологи подозревают, что шельфовые ледники вдоль океана могут сделать то же самое с морским дном. Теперь, с новой технологией сонара для картирования морского дна, можно увидеть эти особенности. На континентальном шельфе Ларсена у Антарктиды исследователи использовали подводные беспилотники, чтобы сфотографировать серию волн на морском дне. Новое исследование, проведенное журналом Science, показало, что эта рябь показывает, что древний ледник таял с беспрецедентной скоростью - даже для сегодняшнего дня.
Поскольку геологическая информация, выгравированная на морском дне, охватывает гораздо больше лет, чем современные спутниковые данные, она может дать нам лучшее представление о том, на что способны ледяные щиты. А понимание ледяных щитов будет иметь решающее значение для подготовки к будущему повышению уровня моря. Климатические модели предсказывают, что к 2100 году мы можем увидеть повышение уровня моря примерно на три фута без сокращения выбросов, но даже в этих жарких сценариях в полярных регионах останется много льда. Однако «если мы потеряем еще немного этого [остаточного] льда, уровень моря может подняться намного больше», - говорит Ричард Элли, гляциолог из Пенсильванского государственного университета, не участвовавший в исследовании. Ученые особенно обеспокоены ледяным щитом Западной Антарктиды; если этот лед рухнет, уровень моря может подняться на 11 футов.
Джулиан Даудесвелл, гляциолог из Кембриджского университета и ведущий автор исследования, вместе со своей командой запустили автономные подводные аппараты в воды Антарктики, чтобы изучить морское дно в поисках подсказок о том, как вели себя ледники прошлого. Используя данные эхолота, аппараты создавали изображения морского дна с высоким разрешением. Изображения показывают своего рода «лестницу» и «перекладину» с серией отложений, обрамленных с обеих сторон. Основываясь на углеродном датировании останков древних морских организмов, найденных в этих отложениях, они знали, что хребтам около 11 000 лет, что относится к периоду дегляциации, последовавшему за последним ледниковым периодом..
Проанализировав эту подводную топографию, команда пришла к выводу, что хребты отслеживают движение линии заземления бывшего ледяного щита. Линия заземления - это место, где шельфовый ледник истончается до точки, в которой он плавает. Ближе к континенту лед настолько толст, что достигает морского дна, но дальше к морю он становится тоньше и плавучее, что делает линию заземления хорошим маркером протяженности ледника.
Поскольку древний шельфовый ледник раскачивался вверх и вниз во время приливов, эта линия заземления вдавливалась в донные отложения, создавая хребты, говорит Даудесвелл. Основываясь на расстоянии между гребнями и предположении, что они образуются при каждом приливном цикле, команда смогла интерпретировать, насколько быстро ледник отступал по 90 проанализированным гребням. И эта рябь рассказывает потенциально страшную историю: линия заземления перемещалась вглубь суши на 40-50 метров (от 131 до 164 футов) в день. Учитывая тот факт, что зимой этот процесс, вероятно, замедлился, авторы подсчитали, что ледник отступал более чем на 10 километров (6 миль) в год.
«Линия заземления ледяных щитов может отступить намного быстрее, чем мы думали раньше, довольно сильно», - говорит Даудсвелл. Это может иметь серьезные последствия для повышения уровня моря. В период дегляциации, когда образовались хребты, атмосфера и океан нагревались, как сегодня (хотя сегодняшнее антропогенное потепление происходит быстрее). Хотя это не идеальный аналог сегодняшнему дню, изучение поведения древних ледников все же может дать ценную информацию о возможностях, которые мы могли бы увидеть в нашем будущем. Хотя Даудесвелл говорит, что быстрое таяние может происходить только в течение нескольких лет, оно все же может привести к внезапному повышению уровня моря: «С такого рода процессами могут быть скачки повышения уровня моря». Доудесвелл говорит, что находка может иметь отношение к леднику Пайн-Айленд в Антарктиде, который быстро тает и, похоже, образует такие же подводные хребты, как и этот древний ледник.
«Данные просто прекрасны», - говорит Элли. «Техническое волшебство, связанное с созданием таких удивительно подробных карт удаленного, часто штормового и угрожаемого айсбергами моря, поистине впечатляет».
Но некоторые ученые не полностью уверены в геологическом процессе, описанном в статье. «Трудно понять, что вы точно уловили, как остались следы на морском дне», - говорит Тед Скамбос, гляциолог из Национального центра данных по снегу и льду, не участвовавший в исследовании. Лорен Симкинс, ледниковый геолог из Университета Вирджинии, которая также не участвовала в исследовании, добавляет Лорен Симкинс: «Некоторые люди подумают, что это, вероятно, неправильная интерпретация». Симкинс говорит, что, возможно, эти гребни образовались другими способами. Например, возможно, у шельфового ледника была трещина на брюхе, которая собирала отложения во время движения. Если задействован другой процесс, это поставит под вопрос быстрый график плавления, предложенный в исследовании.
Чтобы лучше понять процессы, формирующие рябь, Даудесвелл говорит, что его команда возьмет образцы отложений для анализа частиц и слоев в хребтах. «Все эти вещи помогают понять всю совокупность процессов, происходящих в формировании [хребта]».
Если интерпретация командой того, как образовались гребни, верна, есть повод для беспокойства. «Это дает нам действительно более полную картину того, что возможно в будущем», - говорит Симкинс.«Мы могли бы иметь дело с километрами отступления линии заземления каждый год, что тогда предполагает, что отдельные ледниковые системы могут внести гораздо больший вклад, чем мы думали, в короткие промежутки времени, в уровень моря.