Тайны Антарктиды: подледные воды влияют на климат планеты

Осенью 2021 года международная группа исследователей из новозеландской научной программы Antarctic Science Platform направилась к Южному полюсу. Их пунктом назначения стал шельфовый ледник Росса в Западной Антарктиде – гигантская плавучая ледяная плита, по площади примерно в десять раз превосходящая Швейцарию.

Новая Зеландия с 1957 года эксплуатирует исследовательскую станцию Скотт на побережье. Оттуда экспедиционная команда продолжила свой путь на юг. Спустя две недели и преодолев 1200 километров, они достигли своей цели на ледниковом потоке Камб – леднике длиной 350 км, шириной 100 км и глубиной во многие сотни метров, который движется из внутренних районов Антарктиды к морю, где встречается с шельфовым ледником Росса.

В этом удаленном месте на вечном льду вспомогательная команда возвела временную исследовательскую станцию с собственной взлетно-посадочной полосой и палаточным лагерем для 26 человек. Ученые воспользовались благоприятными условиями антарктического лета для своих исследований: температурой около -10°C, слабым ветром и круглосуточным световым днем. Пробурив ледяной щит на глубину 500 метров до коренных пород Антарктиды, они обнаружили воду и осадочные породы. Для бурения горячей водой использовалась установка высокого давления, подававшая воду температурой 80°C. Скважина диаметром 30 см оказалась достаточно большой, чтобы опустить в нее камеру и различное измерительное оборудование для изучения условий у основания ледяного потока.

Руководитель экспедиции Хью Хорган, который уже два года работает исследователем в ETH Zurich и Швейцарском федеральном институте исследований леса, снега и ландшафта WSL под руководством профессора Даниэля Фаринотти, сообщает, что в конце скважины они обнаружили воду, а с помощью камеры даже зафиксировали скопление существ, похожих на омаров, в 400 километрах от открытого океана. Создание этой скважины – настоящий научный прорыв: исследователи давно предполагали наличие водных потоков под ледяным щитом. Эта вода существует благодаря геотермальному теплу и другим факторам; ранее ученые с помощью спутников уже открыли несколько сотен озер под ледяными шапками Западной и Восточной Антарктиды. Однако водные системы в глубинах ледяного покрова все еще таят множество загадок. Скважина через ледниковый поток Камб стала первой в истории успешной попыткой непосредственно наблюдать такой водоток, впадающий в подледниковую океаническую полость.

Исследователи использовали измерительное оборудование для анализа свойств водотока, включая температуру, соленость и содержание осадков. С помощью эхолота им удалось оценить поперечное сечение водоносного ледяного канала примерно в 100 на 200 метров. Этот подледниковый поток не стоит представлять как бурную реку; это, скорее, относительно спокойный водоем, причем большая часть воды поступает из моря. Лишь незначительный объем – менее одного кубического метра в секунду – составляет пресная вода, то есть вода, текущая к морю под ледниковым потоком Камб. Хью Хорган, обобщая ключевые выводы исследования, отмечает, что это количество воды значительно меньше, чем предсказывали существующие модели.

Не менее важным для исследовательской группы стал и второй результат: подледниковый водоток не является постоянным, его режим сильно колеблется во времени. Хорган высказывает предположение, что вода поступает из подледниковых озер, расположенных выше по течению, которые наполняются и опорожняются в определенных циклах, и при их опорожнении к морю устремляется настоящий паводок. Исследователи подтвердили факт таких паводковых явлений, проанализировав образцы донных отложений из-под ледникового потока. Согласно этим данным, крупные паводки случаются примерно раз в десять лет. Кроме того, возможны и более мелкие паводковые события, которые текущими методами доказать пока не удается.

Исследование, проведенное международной командой ученых, является важным шагом на пути к лучшему пониманию водных систем под антарктическим ледяным щитом. Одновременно оно поможет более надежно оценить последствия глобального потепления в предстоящие десятилетия. Процессы таяния шельфовых ледников Антарктиды – одна из главных причин ожидаемого повышения уровня Мирового океана. Это связано с тем, что шельфовый ледник Росса и другие подобные образования действуют как естественный барьер, сдерживая ледниковые потоки с антарктического материка и замедляя их таяние при достижении моря.

Хью Хорган подчеркивает, что подледниковые водотоки играют центральную роль в таянии шельфового ледника. Он считает, что полученные ими результаты являются необходимой основой для разработки новых моделей, которые будут описывать таяние шельфового ледника и еще точнее прогнозировать повышение уровня моря.

Изменения ледяного покрова на Южном полюсе Земли остаются одной из ключевых проблем в глобальных исследованиях климата. Полярный исследователь Хорган планирует вернуться в Антарктиду южным летом 2025/2026 года. В ходе той экспедиции исследовательская группа надеется собрать данные, которые задокументируют долгосрочное поведение Западно-Антарктического ледяного щита. Особое внимание будет уделено изучению более теплых периодов, подобных тем, которые ожидают Землю в ближайшие десятилетия и столетия.