Как именно тает Антарктида? Ключевые детали начинают проясняться

Размер антарктического ледяного щита трудно осознать. В среднем толщиной два километра и покрывая площадь почти вдвое больше Австралии, он содержит достаточно пресной воды, чтобы поднять уровень мирового океана на 58 метров.

Потеря льда с этого щита, по прогнозам, станет основным драйвером повышения уровня моря к 2100 году, однако его вклад остаётся крайне неопределённым. Прогнозы варьируются от повышения на 44 см до понижения на 22 см.

Большая часть этой неопределённости связана с тем, что океанические процессы, контролирующие судьбу щита, происходят в невероятно малом масштабе, и их трудно измерить и смоделировать. Однако недавно учёные добились значительного прогресса в понимании этого «ледяно-океанического пограничного слоя», о чём говорится в новой обзорной статье, опубликованной в Annual Reviews.

На окраинах щита ледники стекают в Южный океан, образуя плавучие шельфовые ледники, которые стабилизируют ледовый покров. Океан плавит их снизу — процесс, известный как «придонное таяние». Усиление этого процесса привело к истончению и отступлению ледникового щита в некоторых регионах, повысив уровень моря, и замедлило самое глубокое течение в системе глобальной термохалинной циркуляции.

Процессы, контролирующие придонное таяние, происходят в миллиметровом масштабе в тонком слое океана подо льдом. Изучение этого удалённого и труднодоступного слоя долгое время было проблемой. Теперь, с ростом вычислительных мощностей, стало возможным моделирование микромасштабных потоков, снабжающих лед теплом. Исследователи выявили несколько режимов таяния, которые определяются условиями в океане (температурой, солёностью, скоростью течений) и формой ледяного покрова. Форма ключева: талая пресная вода скапливается в углублениях подо льдом, изолируя его и замедляя таяние, но на крутых склонах этот эффект слабее, что ведёт к усиленному плавлению.

Недавно океанические роботы, включая автономные подводные аппараты, предоставили беспрецедентные данные о среде под шельфовыми ледниками. Сонары и камеры выявили причудливый «ледяной ландшафт» (icescape) с объектами от сантиметров до километров в размере: трещины, вогнутые «гребешки», ступенчатые «террасы», мидиеобразные «совки» и крупные придонные каналы. Новые знания о режимах таяния помогают объяснить, как формируются эти объекты и почему разные формы появляются в разных частях ледника.

Однако механизм формирования некоторых объектов всё ещё неизвестен. Новые симуляции, позволяющие границе лёд-вода двигаться во времени, показывают «самоформирующееся» поведение таяния, подобное движению дюн. Для моделирования всей эволюции подледного ландшафта нужны новые вычислительные модели. Внедрение этого нового понимания в климатические и ледниковые модели остаётся огромной задачей. Её решение крайне важно для снижения неопределённости в прогнозах повышения уровня моря, особенно по мере изменения океанических условий и режимов таяния ледников в будущем.