Континентальные ледяные щиты играют центральную роль в климате. Взаимодействие и обратная связь между льдом и повышением температуры являются сложными и все еще актуальной темой исследований. Ледяной щит Гренландии теряет около 227 гигатонн льда в год и вносит вклад примерно на 0,7 миллиметра в наблюдаемое в настоящее время среднее изменение уровня моря примерно на 3 мм в год. Однако существующие модельные расчеты основывались на учете ледяной шапки и считали влияние литосферы, то есть земной коры и верхней мантии, слишком упрощенным и в основном механическим: лед давит на кору из-за своего веса.
Ученые GFZ Алексей Петрунин и Ирина Рогожина объединили модель льда / климата с термомеханической моделью литосферы Гренландии. «Мы опробовали модель на моделированном периоде в три миллиона лет и приняли во внимание измерения по кернам льда и независимые магнитные и сейсмические данные», — говорит Петрунин. «Наши модельные расчеты хорошо согласуются с измерениями. Как толщина ледяного покрова, так и температура у его основания изображены очень точно».Модель может даже объяснить разницу в температуре, измеренной в двух соседних буровых скважинах: толщина литосферы Гренландии и, следовательно, геотермальный тепловой поток сильно варьируется в узких пределах.Что это означает для моделирования климата? «Температура у подножия льда и, следовательно, текущая динамика ледникового щита Гренландии является результатом взаимодействия между тепловым потоком из недр Земли и изменениями температуры, связанными с ледниковыми циклами», — поясняет автор-корреспондент Ирина Рогожина (GFZ ) который инициировал IceGeoHeat. «Мы обнаружили участки, где тает лед, на базе, рядом с другими участками, где база очень холодная».
Текущий климат находится под влиянием процессов, которые уходят корнями в далекую историю Земли: литосфере Гренландии от 2,8 до 1,7 миллиарда лет, а ее толщина под Центральной Гренландией составляет всего около 70-80 километров. Остается выяснить, почему он такой исключительно тонкий.
Однако оказывается, что соединение моделей динамики льда с термомеханическими моделями твердой земли позволяет более точно увидеть процессы, которые тают льды Гренландии.