Необратимое потепление океана угрожает шельфовому леднику Фильхнера-Ронне

К второй половине этого века рост температуры воздуха над морем Уэдделла может запустить самоусиливающийся цикл обратной связи с талой водой под шельфовым ледником Фильхнера-Ронне, что в конечном итоге приведет к резкому сокращению второго по величине ледника в Антарктиде. Этот прогноз представили климатологи из Института полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера (AWI) в новом исследовании, опубликованном в последнем выпуске журнала Journal of Climate. В работе ученые используют созданную в Бремерхафене модель лед-океан для расшифровки океанографических и физических процессов, которые могут привести к необратимому проникновению теплой воды под ледник — развитие, уже наблюдаемое в море Амундсена.

Судьба крупных антарктических шельфовых ледников тесно связана с окружающим их морским льдом. Например, в южной части моря Уэдделла в осенне-зимние месяцы образуется так много морского льда, что выделяемая в процессе соль превращает воду вокруг и под 450 000 км² ледника Фильхнера-Ронне в массивный защитный слой. До сих пор этот барьер из чрезвычайно соленой воды со средней температурой около минус 2 градусов Цельсия защищал шельф от проникновения водных масс температурой 0,8 градуса, которые циркулируют вдоль края континентального шельфа в рамках круговорота Уэдделла.

Новые моделирования климатологов AWI теперь указывают на то, что этот холодноводный барьер может быть безвозвратно утерян в течение следующих нескольких десятилетий. Причина — рост температуры воздуха над морем Уэдделла, который может привести к уменьшению образования морского льда. «Мы уже сегодня видим первые признаки этой тенденции. Во-первых, в регионе образуется меньше морского льда, а во-вторых, океанографические записи с кромки континентального шельфа подтверждают, что теплые водные массы уже пульсирующе приближаются к леднику», — говорит доктор Хартмут Хеллмер, океанограф из AWI и первый автор исследования.

Эти сравнительно небольшие изменения могут ознаменовать начало фундаментальной и необратимой трансформации в южной части моря Уэдделла. Исследователи ожидают, что эффекты станут заметными к 2070 году. «Наши симуляции показывают, что возврата не будет, как только теплые водные массы найдут путь под ледник, поскольку их тепло ускорит таяние у его основания. В свою очередь, образующаяся талая вода усилит вертикальную циркуляцию, которая будет затягивать под лед еще больше теплой воды из круговорота Уэдделла. Таким образом, согласно нашим расчетам, надежда на то, что океан когда-нибудь исчерпает тепло, в долгосрочной перспективе не оправдается», — поясняет Хеллмер.

В результате драматического таяния на нижней стороне линия заземления шельфа сместится дальше на юг, и лед постепенно потеряет прямой контакт с морским дном. До сих пор трение о дно помогало замедлять течение льда. Как только этот естественный тормоз исчезнет, отток льда из Антарктического ледникового щита ускорится. «Цикл обратной связи с талой водой под шельфовым ледником замедлится только тогда, когда шельф разрушится или когда с материка перестанет поступать новый лед, чтобы занять его место. Так что мы говорим о процессах, которые будут продолжаться на протяжении нескольких столетий», — говорит соавтор и разработчик моделей AWI доктор Ральф Тиммерманн.

Прогнозы исследователей основаны на модели BRIOS (Bremerhaven Regional Ice-Ocean Simulations) — связанной модели лед-океан, которую команда запускала с атмосферными данными климатического сценария SRES-A1B, созданного в Метеорологическом бюро Хэдли в Эксетере (Великобритания). Этот набор данных включает, например, информацию о будущем развитии ветров и температур в Антарктике и основан на предположении, что концентрация углекислого газа в атмосфере достигнет 700 частей на миллион к 2100 году. «Соответственно, наша модель использовала климатические данные, аналогичные текущему сценарию «обычного развития событий» МГЭИК (Межправительственной группы экспертов по изменению климата). Результаты ясно показывают, что даже ограничение глобального потепления двумя градусами Цельсия будет недостаточным для спасения шельфового ледника Фильхнера-Ронне», — говорит соавтор и исследователь AWI доктор Франк Каукер.

Кроме того, авторы считают, что прогнозируемые изменения в море Уэдделла предлагают новый взгляд на текущие события в море Амундсена. Как поясняет Хартмут Хеллмер: «Что касается моря Амундсена, где теплая вода уже достигла континентального шельфа и даже линии заземления некоторых шельфовых ледников, мы можем с уверенностью сказать, что этот приток тепла невозможно остановить; смена климатического режима уже произошла. Другими словами, потери массы Западно-Антарктического ледяного щита усилятся — именно так, как предсказывают модели».

Для измерения прогнозируемого притока теплой воды под ледник Фильхнера-Ронне в течение последних двух антарктических летних сезонов ученые из Института им. Альфреда Вегенера и Британской антарктической службы пробурили лед в семи точках, чтобы установить под ним океанографические регистрирующие устройства. Благодаря их усилиям каждую ночь свежие данные о температуре воды, солености, скорости и направлении течения передаются по спутнику в учреждения AWI в Бремерхафене. «Однако пройдет несколько лет, прежде чем мы сможем использовать эти последние данные для надежной документации изменений», — говорит Хеллмер.