В выводах, описанных на этой неделе в Трудах Национальной академии наук, используются новые методы наблюдений для решения давних вопросов о подледниковой воде под Туэйтсом, выходным ледником размером с Флориду в заливе моря Амундсена, который считается ключевым фактором в прогнозах. глобального повышения уровня моря. Сам по себе Туэйтс содержит достаточно пресной воды, чтобы поднять уровень мирового океана примерно на метр, и это важнейшие ворота для большей части потенциального повышения уровня моря Западной Антарктиды, составляющего около 5 метров.Новые наблюдения предполагают, что динамика подледниковой водной системы может иметь такое же важное значение, как и общепризнанное влияние океана, в предсказании судьбы ледника Туэйтс.Не имея точной характеристики водоемов глубоко под Туэйтом, ученые предложили конкурирующие теории об их существовании и организации, особенно в быстро меняющемся регионе, где ледник встречается с океаном.
Используя нововведение в области аэрационного радиолокационного анализа льда, разработанное ведущим автором Дасти Шредером, докторантом Института геофизики, команда Техаса показывает, что подледниковая водная система Туэйтса состоит из системы каналов, напоминающих болото, в несколько раз больше, чем во Флориде. Эверглейдс, лежащий в глубине ледникового покрова, смещается вниз по течению к серии каналов, в основном похожих на ручьи, по мере приближения ледника к океану.
Ученые пытались использовать радар, проникающий в лед, для характеристики подледниковой воды в течение многих лет, но технические проблемы, связанные с влиянием температуры льда на радар, затрудняли подтверждение размеров и организации этих водных систем. Метод Шредера, рассматривающий геометрию отражений, решает эту проблему, потому что температура льда не влияет на угловое распределение энергии радара.
«Глядя со стороны, мы обнаружили, что распределенные участки воды имели радиолокационную сигнатуру, которая надежно отличалась от ручьевидных каналов», — сказал Шредер. Он сравнил сигнатуру радара со светом, отражающимся от поверхности множества небольших соединенных между собой прудов, если смотреть из иллюминатора самолета.
Отличить подледниковые болота от ручьев важно из-за их контрастного влияния на движение ледникового льда. Болотоподобные образования имеют тенденцию смазывать лед над собой, тогда как потоки, которые проводят воду более эффективно, могут вызывать застревание основания льда между потоками. (Эффект аналогичен тому, как канавки от дождя на шине помогают предотвратить аквапланирование автомобиля на мокрой дороге.)
В результате этого изменения скользкости массивная конвейерная лента льда ледника накапливается в зоне перехода подледниковой водной системы от болот к ручьям.Этот переход образует точку устойчивости вдоль подледникового хребта, удерживающего массивный ледник на антарктическом континенте.«Это то место, где океан и ледяной щит находятся в состоянии войны, на этом камне, и в конечном итоге один из них победит», — сказал соавтор Дон Бланкеншип, старший научный сотрудник Института геофизики.Наблюдения за динамикой подледных водотоков и болот и подледной топографией предполагают, что ледник Туэйтс стабилен в краткосрочной перспективе, сохраняя свое текущее положение на континенте.
Однако большая куча льда, образовавшаяся в переходной зоне, может быстро разрушиться, если ее подорвет потепление океана или изменения в водной системе.«Как и многие другие системы, лед можно стабилизировать до тех пор, пока какой-либо внешний фактор не заставит его перейти точку стабильности», — сказал Бланкеншип. «Теперь мы понимаем, как организована водная система, и где эта динамика проявляется.
Наша задача состоит в том, чтобы начать понимать сроки и процессы, которые будут задействованы, когда эта стабильность будет нарушена».Современные модели, предсказывающие судьбу ледника, еще не учитывают эти динамические подледниковые процессы.
Выводы основаны на радиолокационных данных, полученных во время аэрогеофизических исследований над Западной Антарктикой Институтом геофизики при оперативной поддержке Национального научного фонда. Анализ был обеспечен за счет интенсивных суперкомпьютеров при поддержке Техасского центра передовых вычислений.
Исследование финансировалось за счет грантов Национального научного фонда и НАСА при дополнительной поддержке как Фонда Ветлесена, так и Института геофизики, который является исследовательским подразделением Школы геонаук Джексона при университете.