Расшифровка опасностей арктического морского льда с помощью радара, сейсмических методов и волоконно-оптического зондирования

Покрытие морским льдом в Северном Ледовитом океане находится на одном из самых низких уровней за всю историю наблюдений. Ученые из Университета штата Пенсильвания разработали новый инструмент для изучения характеристик льда и его взаимодействия с побережьем, объединив данные радарных изображений, волоконно-оптического зондирования и сейсмических датчиков. Исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters, позволило связать различные типы сейсмической активности с видами дрейфующего льда.

Эта работа важна для арктических сообществ, инфраструктура которых находится под угрозой из-за столкновений дрейфующего льда со стационарными припайными льдами. Новый метод помогает оценить масштаб, силу и опасность этих ледовых воздействий в разные сезоны. «В апреле, как правило, лед более мелкий, но его больше отдельными обломками. В январе льдины обычно самые прочные», — пояснил соответствующий автор исследования, доцент Тьеюань Чжу.

Ученые сосредоточили исследование возле Уткиагвика на севере Аляски, где собрали данные о двух крупных столкновениях дрейфующего льда с припаем 4 января и 8 апреля 2022 года. Используя сейсмометры и волоконно-оптические кабели, они зафиксировали различные сейсмические сигнатуры. В апреле толчки от более мелкого льда были прерывистыми и кратковременными, а в январе, при ударах крупных плотных ледовых массивов, наблюдались гармонические, более постоянные колебания. Преобразование данных в звук позволило услышать эти «ледяные толчки». «Это очень жуткий звук, если ускорить запись в 200 раз», — отметил первый автор статьи Габриэль Роча Дос Сантос.

Объединение сейсмических и радарных данных создает основу для будущих исследований, помогающих защитить прибрежные сообщества от эрозии и волн, вызванных дрейфующим льдом. Метод также полезен для местных жителей, например, рыбаков, зависящих от стабильности льда как платформы. Этот подход применим и в других полярных регионах, таких как Антарктида, Гренландия и Россия. Команда планирует проанализировать 20-летний архив сейсмических данных по Арктике, чтобы проверить новый метод на более длительных временных рядах.