Взвешивание Антарктического ледникового щита
Одной из последних крупных неизвестных в глобальном климатическом уравнении является Антарктида. Насколько стабилен её ледниковый щит? Его средняя толщина превышает 1,5 км, и в нём содержится 70% пресной воды Земли. Полное таяние привело бы к подъёму уровня Мирового океана почти на 60 метров. Понимание влияния изменения климата на щит критически важно, но сложно из-за малочисленности данных.
Чтобы заглянуть в прошлое и получить долгосрочные данные для климатических моделей, учёные используют метод постгляциальной изостатической ребаунд (отдачи). После последнего ледникового максимума 20–25 тыс. лет назад, когда лёд был толще, земная кора под его тяжестью прогнулась. По мере таяния льда кора начала медленно подниматься. Скорость этого подъёма зависит от вязкости мантийного материала, которую можно оценить, зная температуру недр.
Профессор Даг Винс из Университета Вашингтона в Сент-Луисе — участник двух новых проектов Национального научного фонда США (NSF). Они финансируют установку сейсмографов для калибровки «ледяных весов» в ключевых областях: Западно-Антарктическом ледниковом щите (ЗАЛЩ) и шельфовом леднике Росса.
В рамках проекта Polar Earth Observing Network (POLENET), объединяющего GPS- и сейсмические станции, на ЗАЛЩ добавят 13 новых сейсмографов к уже имеющимся 32. GPS с субмиллиметровой точностью измеряют скорость поднятия коры, а сейсмографы определяют свойства подстилающих пород, что позволяет верно интерпретировать данные GPS. ЗАЛЩ более уязвим, чем Восточная Антарктида, и нагревается быстрее. Мантия под ним, особенно в вулканическом регионе Земли Мэри Бёрд, вероятно, теплее и менее вязкая, что означает более быструю отдачу.
«Мы создаём картину температурной структуры, которая ограничит численные модели реакции Антарктиды на изменение массы льда», — говорит Винс. Это поможет ответить на вопросы о поведении щита в условиях потепления. «Мы знаем, что его таяние может произойти, так как уже случалось в геологическом прошлом при температурах, близких к нынешним», — отмечает учёный.
Второй грант NSF направлен на развёртывание 18 сейсмографов на шельфовом леднике Росса. Цели — изучение строения земных недр (включая возможный мантийный плюм под вулканом Эребус) и самого ледника. Приборы зафиксируют его реакцию на длинные океанские волны, что покажет прочность льда, а также микроземлетрясения от раскрытия трещин. Именно такие волны, как считается, спровоцировали начало разрушения шельфового ледника Уилкинса в 2008 году.
«Я не думаю, что кто-то считает, что шельфовый ледник Росса разрушится в ближайшее время, — говорит Винс. — Но более мелкие шельфы уже разрушались, и это происходило внезапно. Так что проблема долгосрочная». Учёный подчёркивает важность получения новых данных: «Видеть, как эти вопросы медленно находят ответы, очень захватывающе. Мы начинаем заполнять детали и уже сделали несколько неожиданных открытий», — например, обнаружили новый вулкан подо льдом.