Волоконная оптика использована для измерения температуры ледникового щита Гренландии

Ученые применили волоконно-оптическое зондирование для получения самых детальных на сегодняшний день измерений свойств льда на ледниковом щите Гренландии. Эти данные будут использованы для создания более точных моделей будущего движения второго по величине ледникового щита в мире, поскольку последствия изменения климата продолжают ускоряться.

Исследовательская группа под руководством Кембриджского университета использовала новую методику, в которой лазерные импульсы передаются по волоконно-оптическому кабелю для получения высокодетальных измерений температуры от поверхности ледового щита до самого его ложа на глубине более 1000 метров. В отличие от предыдущих исследований, измерявших температуру с помощью отдельных датчиков, разнесенных на десятки или даже сотни метров, новый подход позволяет измерять температуру по всей длине кабеля, установленного в глубокой скважине. Результатом стал детальный температурный профиль, который определяет скорость деформации льда и, в конечном итоге, скорость течения ледникового щита.

Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показало, что распределение температуры гораздо более неоднородно, чем считалось ранее. Области высоколокализованной деформации дополнительно разогревают лёд. Эта деформация сосредоточена на границах между льдом разного возраста и типа. Хотя её точная причина остаётся неизвестной, она может быть связана с вулканической пылью во льду или крупными трещинами, проникающими на сотни метров вглубь.

«С помощью типичных методов мы можем прикрепить к кабелю всего около дюжины датчиков, поэтому измерения сильно разнесены, — пояснил первый автор Роберт Лоу. — Но, используя волоконно-оптический кабель, по сути, весь кабель становится датчиком, и мы можем получать точные измерения от поверхности до ложа».

Исследователи обнаружили в леднике три слоя льда. Самый толстый слой состоит из холодного и жёсткого льда, сформировавшегося за последние 10 000 лет. Под ним находится более старый лёд последнего ледникового периода, который мягче и легче деформируется из-за пыли, захваченной во льду. Однако больше всего учёных удивил слой тёплого льда толщиной более 70 метров у основания ледника. «Мы знаем такой тип тёплого льда из гораздо более тёплых альпийских сред, но здесь ледник сам производит тепло за счёт собственной деформации», — отметил Лоу.

«В целом, наши данные рисуют картину, которая гораздо более разнообразна, чем предсказывают современные теории и модели, — сказал соавтор доктор Поул Кристофферсен. — Мы обнаружили, что температура сильно зависит от деформации льда в полосах и на границах между различными типами льда. Это показывает ограниченность многих моделей, включая наши собственные». Новые данные позволят улучшить модели того, как движется ледниковый щит Гренландии сейчас и как он будет двигаться в будущем, что имеет ключевое значение для прогнозов глобального повышения уровня моря.