Антарктида тает снизу: как подводные каньоны топят ледники?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

В холодных глубинах Южного океана, у берегов шестого континента, скрывается угроза, способная оказать колоссальное влияние на судьбу нашей планеты. Речь идет о подводных каньонах — узких, глубоко врезанных в океаническое дно формах рельефа, которые, как оказалось, играют ключевую роль в процессе таяния ледников Антарктиды.


До недавнего времени считалось, что континентальный шельф — своеобразный «щит», защищающий ледники от разрушительного воздействия теплых глубинных вод. Однако международная группа ученых, опубликовавшая результаты своего исследования в журнале «Nature Communications», приводит убедительные доказательства того, что подводные каньоны, прорезающие шельф, на самом деле способствуют ускоренному таянию ледников.

В центре внимания ученых оказались ледники Тоттена и Нинниса — два гигантских ледяных потока, дренирующих обширные участки Восточно-Антарктического ледникового щита. Эти ледники вызывают особую тревогу у гляциологов, поскольку скорость их таяния в последние десятилетия заметно выросла и сейчас сравнима с показателями для ледников Западной Антарктиды, уже демонстрирующей нам пугающие последствия глобального потепления.

Ледники Антарктиды, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Основной причиной ускоренного таяния считается проникновение к основанию ледников относительно теплых и соленых вод Циркумполярного глубинного течения (CDW) — мощного океанического потока, огибающего Антарктиду. Теплая вода CDW, контактируя с ледяной поверхностью, вызывает ее интенсивное таяние, что приводит к уменьшению толщины ледников и их ускорению.

Однако до сих пор оставалось неясным, как именно теплые воды CDW преодолевают естественную преграду в виде континентального шельфа и проникают к основанию ледников. Используя данные высокочастотной сейсмоакустической съемки, исследователи обнаружили у подножия континентального склона, на глубине более 3000 метров, своеобразные донные образования — асимметричные осадочные гряды, вытянутые вдоль восточных склонов подводных каньонов.

a Высота субгляциального слоя, полученная по сетке Bedmap 271. ASB: Aurora Subglacial Basin; SSB: Sabrina Subglacial Basin (b). Высота подледникового ложа на побережье Сабрина отмечена желтой рамкой на обзорной карте. c Высота подледникового ложа в месте расположения ледника Ниннис отмечена красной рамкой на обзорной карте. МУИС: ледниковый шельф Московского университета. Карта рельефа местности из эталонной модели рельефа Антарктиды (REMA74). Пурпурные линии: линии заземления на леднике Тоттен и МУИС (по данным Li et al. 15) и на леднике Ниннис.
Автор: Donda, F., Rebesco, M., Kovacevic, V. et al. Footprint of sustained poleward warm water flow within East Antarctic submarine canyons. Nat Commun 15, 6028 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-50160-z CC-BY 4.0 Источник: www.nature.com

Эти гряды, по мнению ученых, сформировались под воздействием устойчивых придонных течений, направленных на юг, в сторону шельфовых ледников. Состав и структура осадков, образующих гряды, свидетельствуют о том, что они были принесены именно с шельфа, а не с больших глубин.


Наличие таких гряд свидетельствует о том, что подводные каньоны не только не препятствуют проникновению теплых вод к шельфовым ледникам, но и, напротив, играют роль своеобразных гидрологических «коридоров», ускоряя этот процесс. Попадая в узкие и глубокие каньоны, теплые воды CDW устремляются вверх по склону, наподобие того, как воздух, проходящий через сужение, увеличивает свою скорость.

Во время ледниковых максимумов, когда ледниковый щит оседал на континентальный шельф, возникали усиленные турбидитные потоки, которые преобладали на континентальном склоне и поднятии, где они отклонялись к западу под действием силы Кориолиса, что привело к формированию крупномасштабных асимметричных осадочных гряд между основными каньонами. В настоящее время нисходящие потоки сильно уменьшены или даже отсутствуют, а каньоны воронкообразно перемещают на юг течения, создаваемые полупостоянными глубоководными циклоническими вихрями и, возможно, Антарктическим склоновым течением (ASC), несущим теплые циркумполярные глубинные воды (CDW) к разлому шельфа. Появление на восточном фланге каньона дрейфов осадочного материала толщиной в десятки метров указывает на устойчивые донные потоки, направленные на юг. Учитывая наблюдаемую баротропную циркуляцию, осадочные штоки представляют собой след для переноса теплых CDW через континентальное поднятие и склон и, в конечном счете, их проникновения на континентальный шельф.
Автор: Donda, F., Rebesco, M., Kovacevic, V. et al. Footprint of sustained poleward warm water flow within East Antarctic submarine canyons. Nat Commun 15, 6028 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-50160-z CC-BY 4.0 Источник: www.nature.com

Данное открытие имеет важное значение для прогнозирования будущего ледникового щита Антарктиды. Понимание механизмов, контролирующих поступление тепла к основанию ледников, позволит создать более точные модели и оценить риски, связанные с повышением уровня Мирового океана.

Исследование подводных каньонов Восточной Антарктиды — лишь первый шаг на пути к раскрытию всех тайн, которые скрывает от нас Южный океан.