Международная команда исследователей из Цюрихского университета (UZH) и Вашингтонского университета (UW) впервые использовала волоконно-оптические технологии, чтобы детально изучить, как процесс образования айсбергов влияет на таяние ледников. Ученые установили, что падение льда и последующее движение айсбергов заставляют талые воды ледника смешиваться с более теплой морской водой, находящейся на глубине. Это естественное явление, когда крупные куски льда откалываются от края ледника и падают в океан, является ключевым фактором в быстром сокращении ледяного покрова Гренландии.
«Теплая вода усиливает эрозию, вызванную морской водой, и разъедает основание вертикальной ледяной стены на краю ледника. Это, в свою очередь, ускоряет образование айсбергов и связанную с этим потерю массы ледяного покрова», – объясняет Андреас Вили, профессор кафедры географии UZH и соавтор исследования. Профессор Вили руководит кластером «Криосфера», одной из шести групп в международном проекте GreenFjord, базирующемся в южной Гренландии и поддерживаемом Швейцарским полярным институтом. Открытие команды о взаимодействии льда и морской воды было отмечено на обложке журнала Nature.
В рамках проекта GreenFjord исследователи из UZH, UW и нескольких швейцарских организаций провели обширную полевую кампанию для изучения поведения ледников. Они разместили десятиметровый волоконно-оптический кабель на дне фьорда перед ледником Eqalorutsit Kangilliit Sermiat. Этот быстродвижущийся ледник в южной Гренландии ежегодно сбрасывает в океан около 3,6 кубических километров льда, что почти в три раза превышает годовой объем ледника Рона в Швейцарии.
Исследовательская группа использовала метод Distributed Acoustic Sensing (DAS), который позволяет обнаруживать мельчайшие вибрации вдоль кабеля, вызванные такими событиями, как образование новых трещин, падение ледяных глыб, океанские волны или изменения температуры. «Это позволяет нам измерять множество различных типов волн, которые генерируются после откола айсбергов», – отмечает ведущий автор исследования Доминик Грефф, научный сотрудник UW, аффилированный с ETH Zurich.
После того как айсберг обрушивается в воду, поверхностные волны, называемые цунами, вызванными образованием айсбергов, распространяются по фьорду и перемешивают верхние слои воды. Поскольку морская вода во фьордах Гренландии теплее и плотнее талой воды, она опускается в более глубокие слои.
Однако команда также обнаружила другой тип волн, которые продолжают двигаться между слоями разной плотности еще долго после того, как поверхность успокаивается. Эти внутренние подводные волны, высота которых может достигать размеров небоскребов, невидимы сверху, но продолжают перемешивать воду в течение продолжительного времени. Такое постоянное движение поднимает теплую воду наверх, увеличивая таяние и эрозию на краю ледника и способствуя дальнейшему образованию айсбергов. «Волоконно-оптический кабель позволил нам измерить этот невероятный мультипликативный эффект образования айсбергов, что ранее было невозможно», – подчеркивает Грефф. Собранные данные помогут в будущих усилиях по документированию событий образования айсбергов и лучшему пониманию быстрого сокращения ледяных щитов.
Ученые давно знали, что взаимодействие между морской водой и образованием айсбергов играет важную роль в отступлении ледников, но сбор детальных измерений в полевых условиях был чрезвычайно сложен. Фьорды, заполненные айсбергами, представляют постоянную опасность из-за падающего льда, а спутниковые наблюдения не могут зафиксировать то, что происходит под поверхностью, где происходит это взаимодействие. «Наши предыдущие измерения часто лишь поверхностно затрагивали проблему, поэтому требовался новый подход», – констатирует Андреас Вили.
Ледяной щит Гренландии занимает площадь примерно в 40 раз большую, чем Швейцария. Если бы он полностью растаял, глобальный уровень моря поднялся бы примерно на семь метров. Большие объемы талой воды, стекающие с сокращающихся ледников, также могут нарушить основные океанские течения, такие как Гольфстрим, с серьезными последствиями для климата Европы. Отступление ледников дополнительно влияет на экосистемы внутри фьордов Гренландии. «Вся наша земная система частично зависит от этих ледяных щитов. Это хрупкая система, которая может рухнуть, если температура поднимется слишком высоко», – предупреждает Доминик Грефф.
