Почему ледники, впадающие в океан, чрезвычайно чувствительны к климату
В новой статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience, исследователи представляют новый взгляд на откалывание айсбергов, который объясняет внезапный коллапс шельфовых ледников и быстрое отступление приледниковых ледников, наблюдаемые по мере постепенного потепления в полярных регионах.
Авторы финско-шведско-американско-китайского сотрудничества предполагают, что их результаты и теоретическая основа помогут улучшить способность оценивать будущий уровень моря. Подъем уровня моря является одной из главных угроз, связанных с изменением климата. В течение следующего столетия ледяные щиты и ледники будут одним из основных источников этого подъема за счет таяния и откалывания льда в океаны. Объем откалывающегося льда непросто воспроизвести в компьютерных симуляциях, и из-за быстрой и нелинейной изменчивости этого процесса его обычно трудно включить в модели, зависящие от меняющихся климатических переменных. Моделирование откалывания айсбергов остается одной из главных проблем при подготовке к будущим изменениям климата.
В своей новой работе исследователи объединили полевые данные со Шпицбергена, Аляски, Гренландии и Антарктиды с теорией и компьютерным моделированием. Их результаты показывают, что ледники и ледяные щиты, подверженные откалыванию, ведут себя как самоорганизованные критические системы, которые колеблются вокруг критической точки, легко переключаясь между состояниями субкритического наступания и сверхкритического отступления в ответ на изменения климата и геометрических условий.
«Мы обнаружили, что частота наблюдаемых событий откалывания, от 1 до 1 триллиона м³, подчиняется универсальным законам масштабирования. Это означает, что вероятность событий откалывания следует определенной закономерности, независимо от того, являются ли они мелкими или крупными событиями — во многом как закон Гутенберга — Рихтера для землетрясений», — говорит д-р Ян Остром из CSC — IT Center for Science, Ltd. в Финляндии.
Наблюдения также согласуются с их компьютерными симуляциями, где события откалывания моделируются как разрушение миллионов отдельных ледяных блоков. Трещины внезапно распространяются через ледяные блоки, вызывая события откалывания, распределение размеров и интервалов между которыми имеет поразительное сходство с предсказанным классической теорией самоорганизованной критичности, изначально разработанной как модель растущей песчаной кучи [абелева модель песчаной кучи].
«Это означает, что откалывание чрезвычайно и неизбежно чувствительно к окружающей среде: небольшое изменение климата может означать разницу между очень малым откалыванием и полным распадом целых шельфовых ледников», — говорит Дороте Валло из Уппсальского университета, факультета геонаук.
Этот новый взгляд на откалывание айсбергов объясняет наблюдаемый внезапный коллапс шельфовых ледников и быстрое отступление приледниковых ледников по мере постепенного потепления в полярных регионах. Авторы предполагают, что их результаты и теоретическая основа помогут улучшить способность оценивать будущий уровень моря.