Негерметичная «водопроводная система» замедляет движение ледникового щита Гренландии

Поверхностные талые воды, которые каждое лето дренируются к ложу Гренландского ледникового щита, вызывают изменения в движении льда, которые нельзя полностью объяснить существующими теориями. Многонациональная междисциплинарная группа под руководством специалистов по моделированию ледниковых щитов из Лос-Аламосской национальной лаборатории выяснила, что изменения в обширных, заполненных осадком субгляциальных «болотах» объясняют, почему движение ледникового щита замедляется в конце лета и зимой.

«Дренажная система под Гренландским ледниковым щитом контролирует скорость движения льда к морю и в конечном итоге влияет на изменение уровня моря», — заявил ведущий автор исследования Мэттью Хоффман. Хотя уже более десяти лет известно, что летом скорость движения льда во многих регионах более чем удваивается из-за смазки ложа талой водой, что ускоряет поступление льда в океан, движение также замедляется в конце лета, осенью и зимой, что во многом компенсирует летнее ускорение. Причины этого длительного замедления оставались неясными.

Работа, основанная на опыте Лос-Аламоса в моделировании динамики жидкостей и использовании суперкомпьютерных ресурсов, показала, что эффективные туннели, образующиеся при таянии, резко увеличивают пропускную способность «водопроводной системы» ложа, что замедляет движение льда. Однако щит продолжает замедляться даже после формирования этой системы туннелей. Исследователи продемонстрировали, что недавно описанные слабосвязанные «болотистые» области ложа медленно отводят воду в систему туннелей, подобно болоту, пробитому каналом. Это медленное дренирование регулирует реакцию ледника на летнюю смазку ложа.

«Эти области могут контролировать, как ледниковый щит отреагирует на будущие изменения в таянии. Болотистые "заводни" субгляциальной дренажной системы могут медленно отводить воду к эффективным каналам, снижая давление воды на обширных участках ложа и тем самым замедляя движение щита», — пояснил Хоффман.

Для проверки гипотезы были проведены масштабные компьютерные моделирования, включая почасовое сравнение выходных данных модели с полевыми данными, собранными в 2010–2013 гг., в том числе из скважин глубиной 700 метров, пробуренных до ложа горячей водой. Новый подход расширяет признанную сложность наземной гидрологии на ранее упрощённое понимание гидрологии под ледниками, что указывает на уязвимость стабильности Гренландского ледникового щита не только к летней смазке, но и к осушению и повторному заполнению этих болотистых областей.