Международная группа исследователей впервые обнаружила тысячи мелких «ледяных толчков» в Северо-Восточном Гренландском ледовом потоке (NEGIS), крупнейшем в регионе. Изначально считалось, что этот тип течения стекает к океану, как густой мед, однако новые данные показывают, что он также чередуется с рывковыми движениями. Эти результаты позволят более точно моделировать динамику ледовых течений и связанные с ними колебания уровня моря.
Ледовые течения — это потоки льда, которые переносят его из внутренних частей ледяных шапок в море. Изменения в их динамике влияют на повышение уровня моря. Например, по оценкам, на долю NEGIS приходится 5 % общего годового повышения уровня моря.
Для моделирования влияния ледовых течений на повышение уровня моря климатологи до сих пор исходили из предположения, что они текут медленно и равномерно, как густой мед. Однако точность этих моделей сильно ограничена, в основном из-за сложности проведения натурных измерений.
В результате возникает несоответствие между результатами этих моделей и спутниковыми данными, которое исследователи до сих пор не могли объяснить. Это приводит к значительной неопределенности в оценках массы льда, перемещаемого течениями, и вызванного этим повышения уровня моря.
Новое исследование, проведенное под руководством Швейцарского федерального технологического института Цюриха (ETH Zurich), впервые выявляет внутренние толчки, влияющие на движение ледяных течений. «Предположение о том, что ледяные потоки текут только как вязкий мед, больше не выдерживает критики. Они также движутся с постоянным скольжением», — объясняет Адреас Фихтнер из ETH Zürich, ведущий автор исследования. Это явление также может объяснить расхождение между спутниковыми измерениями и данными предыдущих моделей.
Порывистые и нерегулярные движения
Для проведения измерений исследователи произвели бурение на глубине 2 700 метров на NEGIS, расположенном примерно в 400 километрах от побережья Гренландии. Затем они проложили оптоволоконный кабель для регистрации внутренних толчков на глубине 1500 метров. Движения ледяного потока регистрировались непрерывно в течение 14 часов.
NEGIS - крупнейший ледяной поток в Гренландии, который движется в сторону моря со скоростью около 50 метров в год. Авторы нового исследования обнаружили, что на это движение влияют тысячи мелких толчков, которые, подобно эффекту домино, вызывают друг друга и распространяются на сотни метров. Это приводит к рывкам, нерегулярным движениям, а не к плавным, регулярным движениям, как предполагалось ранее.
По мнению исследователей, эти толчки также могут быть причиной многочисленных трещин, наблюдаемых в кристаллах льда в глубоководных кернах. Ученые знают об этих разломах уже несколько десятилетий, но объяснения им до сих пор не найдено.
Более того, это открытие может значительно повысить точность климатических моделей повышения уровня моря. «Тот факт, что мы обнаружили эти ледяные толчки, является ключевым шагом к лучшему пониманию деформации мелкомасштабных ледяных течений», — объясняет Олаф Айзен из Института Альфреда Вегенера, соавтор исследования, опубликованного в журнале .
Вулканический пепел снижает устойчивость льда
По мнению исследователей, ледяные толчки возникают, когда лед трескается или когда сталкиваются две плиты, подобно тектоническим движениям, которые вызывают землетрясения. Однако причина, по которой толчки NEGIS не были обнаружены до сих пор, заключается в том, что слой вулканического пепла залегает на глубине 900 метров под поверхностью.
Этот слой пепла изолирует лед настолько, что небольшие толчки не достигают поверхности. Анализ керна, взятого во время бурения, показал, что вулканические частицы появились в результате мощного извержения вулкана Мазама (на территории современного штата Орегон, США) около 7700 лет назад.
Исследователи также обнаружили, что этот пепел влияет на ледяные землетрясения. Крошечные частицы вулканического сульфата попали в атмосферу, а затем осели на ледяной шапке, будучи перенесенными снегопадом. Осевшие частицы снижают устойчивость льда, способствуют толчкам и увеличению образования микротрещин. «Мы были поражены этой доселе неизвестной связью между динамикой ледяного потока и вулканическими извержениями», — говорит Фихтнер.
Команда также зафиксировала ледяные толчки на больших территориях. Это позволяет предположить, что подобные явления могут происходить в любом месте и в любое время в ледяных потоках. Для изучения этой гипотезы ученые планируют провести дополнительные исследования.