Сателити разкриват „силно топене“ под ледника Туейтс в Антарктика

Сателитни радарни данни показват значително проникване на морска вода под Антарктика Ледникът ТуейтсТова кара леда да се издига и пада.

Използвайки сателитни радарни данни с висока разделителна способност, екип от глациолози, ръководен от изследователи от Калифорнийския университет в Ървайн, откри доказателства за топла морска вода под високо налягане, просмукваща се на няколко километра под земния лед на ледника Туейтс в Западна Антарктика. Този ледник често се нарича „ледникът на Страшния съд“ поради решаващата му роля за потенциалното глобално покачване на морското равнище и катастрофалните ефекти, които подобно покачване би имало по света. Този псевдоним отразява огромния размер и скоростта на топене на ледника, за който учените смятат, че може да допринесе значително за покачването на морското равнище, ако се срути или се стопи напълно.

Екипът, ръководен от Калифорнийския университет в Ървайн, каза, че широко разпространеният контакт между океанската вода и ледника – процес, повтарящ се в Антарктида и в Гренландия – причинява „силно топене“ и може да изисква преоценка на глобалните прогнози за покачване на морското равнище. Тяхното проучване е публикувано на 20 май в Сборник на Националната академия на науките,

Данни и бележки

Глациолозите разчитаха на данни, събрани от март до юни 2023 г. от финландската търговска сателитна мисия ICEYE. Сателитите ICEYE образуват „съзвездие“ в полярна орбита около планетата, използвайки InSAR – интерферометър радар със синтетична апертура – за постоянно наблюдение на промените на повърхността на Земята. Няколко преминавания на космически кораби над малка, определена област осигуряват гладки резултати с данни. В случая с това изследване то показва издигането, падането и изкривяването на ледника Туейтс.

„Тези данни от ICEYE осигуряват дълга поредица от ежедневни наблюдения, които съответстват тясно на циклите на приливите и отливите“, каза водещият автор Ерик Рено, професор по науки за земната система в Калифорнийския университет, Ървайн. „В миналото разполагахме с някои периодични данни и само с тези няколко наблюдения беше трудно да разберем какво се случва. Когато имаме непрекъснати времеви серии и ги сравняваме с цикъла на приливите и отливите, виждаме, че морската вода навлиза високо прилив и отдръпване, а понякога и тенденция към нагоре под ледника и попадане в капан, благодарение на ICEYE започваме да виждаме тази приливна динамика за първи път.

Екранна снимка на 3D изглед на приливното движение на ледника Thwaites, Западна Антарктида, записано от радарното съзвездие ICEYE Synthetic Aperture Radar (SAR) въз основа на изображения, получени на 11, 12 и 13 май 2023 г. Контурните равнини са характеристики на топографията на слоя на височина 50 метра интервал. Всеки интерферометричен цветен цикъл на ресни представлява фазово изместване на 360°, което е еквивалентно на 1,65 cm изместване в разстоянието на видимост до повърхността на леда. Интерферограмата е насложена върху изображение на Landsat 9, получено през февруари 2023 г. В това проучване ние показваме, че границата на приливно огъване варира с километри по време на приливния цикъл, което предполага, че морската вода под налягане е в състояние да навлезе на километри под земния лед и да стабилизира Силен топлообмен с основата на ледника. От дясната страна на екрана дискретен образец на бик око показва, че просмукването на морска вода се е разпространило на още 6 км отвъд защитния хребет, което показва, че отстъплението на леда все още продължава, със скорост от 1 км годишно в този критичен сектор на Антарктика . Кредит: Eric Regnot/UC Irvine

Усъвършенствани сателитни наблюдения

„Досега беше невъзможно да наблюдаваме някои от най-динамичните процеси в природата с достатъчно подробности или повторяемост, за да ни позволи да ги разберем и моделираме“, каза директорът на ICEYE за анализи Майкъл Уолърсхайм, съавтор на наблюдението на тези процеси от космоса използване на радарни сателитни изображения, което Осигуряването на точни измервания на ниво сантиметър с ежедневна честота представлява голям скок напред.

Рено каза, че проектът е помогнал на него и колегите му да разберат по-добре поведението на морската вода в долните флангове на ледника Туейтс. Морската вода, идваща от основата на ледената покривка, заедно със сладката вода от геотермален поток и триене, се натрупват и „трябва да текат някъде“, каза той. Водата се разпространява през естествени канали или се събира в кухини, създавайки достатъчно налягане, за да повдигне ледената покривка.

„Има места, където водата е почти под налягането на покриващия лед, така че е необходимо повече налягане, за да се избута ледът нагоре“, каза Рино. „След това водата се изстисква достатъчно, за да повдигне стълб от лед, дълъг повече от половин миля.“

И това не е само морска вода. В продължение на десетилетия Рено и колегите му събират доказателства за въздействието на изменението на климата върху океанските течения, които изтласкват по-топла морска вода към бреговете на Антарктика и други области с полярен лед. Дълбоките циркумполярни води са солени и имат по-ниска точка на замръзване. Докато прясната вода замръзва при нула градуса ЦелзийСолената вода замръзва при температура от минус 2 градуса по Целзий и тази малка разлика е достатъчна, за да допринесе за „силното топене“ на основния лед, както е установено в изследването.

Въздействие върху повишаването на морското равнище и бъдещи изследвания

Съавтор Кристин Доу, професор в Училището по околна среда на университета Университет Ватерло „Туейтс е най-нестабилното място в Антарктика и има еквивалента на 60 сантиметра покачване на морското равнище“, каза той в Онтарио, Канада. Притеснителното е, че подценяваме скоростта, с която се променя ледникът, което ще бъде опустошително за крайбрежните общности по света.

Рино каза, че се надява и очаква резултатите от този проект да стимулират повече изследвания на условията под антарктическите ледници, експонати, включващи автономни роботи и повече сателитни наблюдения.

„Има голям ентусиазъм от научната общност да отидем в тези отдалечени полярни региони, за да съберем данни и да изградим нашето разбиране за случващото се, но финансирането все още изостава“, каза той. „Ние работим със същия бюджет през 2024 г. в реални долари, както през 90-те години на миналия век. Трябва да разширим общността на глациолозите и физическите океанографи, за да се заемем с тези проблеми с мониторинга по-скоро, отколкото по-късно, но засега все още изкачваме връх Еверест. в тенис обувки.“

Заключение и последици за моделирането

В близко бъдеще Regnot, който също е старши учен по проекта в НАСАлаборатория за реактивно задвижване (Лаборатория за реактивни двигатели), каза, че това проучване ще осигури трайна полза за общността за моделиране на ледени покривки.

„Ако поставим този вид взаимодействие между океаните и леда в моделите на ледената покривка, очаквам, че ще можем да свършим много по-добра работа при възпроизвеждането на случилото се през последния четвърт век, което ще доведе до по-високо ниво на доверие в нашето бъдеще“, се казва в прогнозата, „Ако можем да добавим този процес, който обясняваме в документа, който не е включен в повечето съществуващи модели, тогава реконструкциите на модела трябва да отговарят на наблюденията много по-добре.“ „Ще бъде огромна победа, ако успеем да постигнем това.“

„В момента нямаме достатъчно информация, за да кажем по един или друг начин колко време остава, преди просмукването на океанска вода да стане необратимо“, добави Доу. „Чрез подобряване на моделите и фокусиране на нашите изследвания върху тези важни ледници, ние ще се опитаме да определят поне тези числа.“ За десетилетия срещу векове тази работа ще помогне на хората да се адаптират към променящите се нива на океана, като същевременно се фокусира върху намаляването на въглеродните емисии, за да предотврати най-лошия сценарий.

Справка: „Мащабни прониквания на морска вода под земния лед на ледника Туейтс, Западна Антарктида“ от Ерик Рено, Енрико Серачи, Бернд Шухел, Валентин Толбекен, Майкъл Уолърсхайм и Кристин Доу, 20 май 2024 г. Сборник на Националната академия на науките.
doi: 10.1073/pnas.2404766121

Към Rignot, Dow и Wollershiem по този проект се присъединяват Enrico Ceracci, асоцииран специалист в науката за земната система от UC Irvine и постдокторант в НАСА; Бернд Шухел, изследовател от UC Irvine в науките за земната система; и Валентин Толбихин от ICEYE. ICEYE е със седалище във Финландия и работи от пет международни локации, включително Съединените щати. Изследването получи финансова подкрепа от НАСА и Националната научна фондация.