Трещины не просто разломы во льду, они играют важную роль в циркуляции морской воды под шельфовыми ледниками Антарктики, потенциально влияя на их стабильность, говорится в исследовании Корнельского университета, основанном на первом в своем роде исследовании с помощью подводного робота.
Поднявшись с помощью дистанционно управляемого робота Icefin вверх и вниз по трещине у подножия шельфового ледника Росс, были проведены первые 3D-измерения условий океана вблизи того места, где он встречается с береговой линией, критической точки, известной как зона заземления.
Роботизированное исследование выявило новую схему циркуляции — струи, направляющие воду вбок через трещину — в дополнение к поднимающимся и опускающимся течениям, а также разнообразные ледяные образования, сформированные в результате изменения потоков и температур. Эти детали улучшат моделирование скорости таяния и замерзания шельфового ледника в зонах заземления, где существует мало прямых наблюдений, а также их потенциального вклада в глобальное повышение уровня моря.
«Трещины перемещают воду вдоль береговой линии шельфового ледника в размерах, которые ранее были неизвестны и не предсказывали модели», — сказал Питер Уошэм, полярный океанограф и ученый-исследователь из Корнелльского университета. «Океан использует эти возможности, и с их помощью можно вентилировать полость шельфового ледника».
Уошэм — ведущий автор книги «Прямые наблюдения за таянием, замерзанием и циркуляцией океана в базальной трещине шельфового ледника», опубликованной в журнале Science Advances .
В конце 2019 года ученые запустили аппарат Icefin длиной примерно 12 футов и диаметром менее 10 дюймов на тросе в скважину длиной 1900 футов, пробуренную с горячей водой, недалеко от места, где самый большой шельфовый ледник Антарктиды встречается с ледяным потоком Камб . Такие так называемые зоны заземления являются ключом к контролю баланса ледяных щитов и являются местами, где изменение условий океана может иметь наибольшее влияние.
Во время последнего из трех погружений команды Мэтью Мейстер, старший инженер-исследователь, загнал Icefin в одну из пяти трещин, обнаруженных возле скважины. Оснащенный двигателями, камерами, гидролокатором и датчиками для измерения температуры, давления и солености воды , аппарат поднялся почти на 150 футов вверх по одному склону и спустился по другому.
Исследование детализировало изменение структуры льда по мере сужения трещины: зубчатые углубления уступали место вертикальным ручьям, затем морскому льду зеленого оттенка и сталактитам. Таяние у основания трещины и отторжение соли от замерзания вблизи ее вершины перемещали воду вверх и вниз вокруг горизонтальной струи, вызывая неравномерное таяние и замерзание с двух сторон, с более интенсивным таянием вдоль нижней стенки, расположенной ниже по течению.
«Каждая особенность показывает различный тип циркуляции или связь температуры океана с замерзанием», — сказал Уошэм. «Было удивительно видеть так много разных особенностей внутри трещины, так много изменений в циркуляции».
Исследователи заявили, что полученные результаты подчеркивают потенциал трещин в переносе изменяющихся условий океана – более теплых или холодных – через наиболее уязвимый регион шельфового ледника.
«Если вода нагревается или остывает, она может довольно энергично перемещаться в задней части шельфового ледника, и трещины являются одним из способов, с помощью которых это происходит», — сказал Уошэм. «Когда дело доходит до прогнозирования повышения уровня моря, это важно учитывать в моделях».