Неожиданные открытия в Антарктиде: вращение Земли создает загадочные узоры подо льдом

Необычные явления, обнаруженные под шельфовым ледником Дотсон в Западной Антарктиде, могут помочь ученым глубже понять процессы разрушения ледников. В ходе экспедиции, направленной на создание самого детального изображения нижней поверхности ледника, ученые выявили ранее неизвестные закономерности под дрейфующим шельфовым ледником в Антарктиде.

В 2022 году под шельфовым ледником Дотсон в Западной Антарктиде были обнаружены странные каплевидные формы. Дистанционно управляемый аппарат (ROV) опустился на 17 километров под ледник и проехал более 1000 км по его нижней поверхности.

Результаты этого уникального исследования были опубликованы в журнале Science Advances.

"Чтобы понять ледяной цикл в Антарктиде и процессы перемещения льда с континента в океан, нам необходимо изучить, как он тает снизу. Этот процесс столь же важен, как и откалывание льдов, для перемещения материкового льда в океан", — отметила ведущий автор исследования, профессор Анна Вэлин из Гетеборгского университета.

Шельфовый ледник Дотсон представляет собой массив плавучего льда шириной 50 км, расположенный у побережья Земли Мэри Берд в Западной Антарктиде. Он является частью Западно-Антарктического ледяного щита, ледники которого быстро разрушаются, что может привести к повышению уровня моря примерно на 3,4 м в случае полного обрушения всего щита.

Ранее исследования показали, что постоянная эрозия разрушает края шельфового ледника, а тёплая океанская вода проникает в его нижние слои, отрывая ледник от суши и способствуя его разрушению.

Для более глубокого изучения процессов, угрожающих 350-метровому шельфовому леднику, исследователи отправили дистанционно управляемый подводный аппарат под ледник, чтобы с помощью сонара сканировать его нижнюю поверхность. Это позволило создать наиболее полное изображение нижней поверхности ледника за всю историю исследований.

Как и ожидалось, результаты исследования показали, что ледник тает быстрее всего в местах, где подводные течения размывают его основание, а трещины, проходящие через ледник, помогают талой воде подниматься к поверхности.

Однако неожиданностью стало то, что основание ледника оказалось испещрено каплевидными формами, выступающими из пиков и долин во льду. Некоторые из этих форм достигают 400 м в длину. Ученые предполагают, что эти необычные узоры возникают из-за неравномерного таяния, когда вода движется вместе с вращением Земли под ледником.

"Если присмотреться к этим формам, то они асимметричны, слегка изогнуты, как мидии, и причиной этой асимметрии является вращение Земли", — пояснила Вэлин. "Вода, движущаяся по Земле, подвержена влиянию силы Кориолиса, которая действует слева от направления движения в Южном полушарии. Если мы правы, то в слое, прилегающем к льду, существует баланс сил, где трение уравновешивается силой Кориолиса".

В результате возникает спиральный поток, известный как спираль Экмана. Обычно он наблюдается, когда ветер движется над поверхностью воды, но может образовываться и при движении воды подо льдом.

Чтобы продолжить исследования, команда вернулась с ROV в январе 2024 года, но аппарат потерялся под шельфовым ледником. Следующая цель — отправиться с новой подводной лодкой и продолжить исследование неизведанных глубин.

"Для таяния льда требуется много энергии, поэтому весь лед в Антарктиде служит гигантским стабилизатором температуры и важной частью климатической системы Земли", — отметила Вэлин. "Если бы антарктический ледяной щит стремительно вошел в океан, это могло бы существенно повлиять на уровень моря. Изучение верхних и нижних границ процесса позволит установить пределы будущего повышения уровня моря".

Фото: commons.wikimedia.org/Liam Quinn (Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic license).