Palydovinio radaro duomenys rodo didelį jūros vandens įsiskverbimą po Antarktida Thwaites ledynasDėl to ledas kyla ir krenta.

Naudodama didelės raiškos palydovinio radaro duomenis, glaciologų komanda, vadovaujama Kalifornijos universiteto Irvine tyrėjų, aptiko šilto aukšto slėgio jūros vandens, prasiskverbiančio kelis kilometrus po žeminiu Vakarų Antarktidos Thwaites ledyno ledu, įrodymų. Šis ledynas dažnai vadinamas „Pastarojo pabaigos ledynu“ dėl jo lemiamo vaidmens galimo pasaulio jūros lygio kilimo ir katastrofiškų padarinių, kuriuos toks kilimas turėtų visame pasaulyje. Šis pravardės pavadinimas atspindi didžiulį ledyno dydį ir lydymosi greitį, kuris, mokslininkų nuomone, gali labai prisidėti prie jūros lygio kilimo, jei jis sugrius arba visiškai ištirps.

UC Irvine vadovaujama komanda teigė, kad plačiai paplitęs vandenyno vandens ir ledyno kontaktas – procesas kartojasi visoje Antarktidoje ir Grenlandijoje – sukelia „stiprų tirpimą“ ir gali prireikti iš naujo įvertinti pasaulines jūros lygio kilimo prognozes. Jų tyrimas buvo paskelbtas gegužės 20 d Nacionalinės mokslų akademijos darbai,

Duomenys ir pastabos

Glaciologai rėmėsi duomenimis, surinktais nuo 2023 m. kovo iki birželio Suomijos komercinės palydovinės misijos ICEYE. ICEYE palydovai sudaro „žvaigždyną“ poliarinėje orbitoje aplink planetą, naudodami InSAR – interferometro sintetinės apertūros radarą – nuolat stebėti pokyčius Žemės paviršiuje. Keli erdvėlaiviai praplaukia per mažą, apibrėžtą plotą, užtikrina sklandžius duomenų rezultatus. Šio tyrimo atveju jis parodė Thwaites ledyno kilimą, kritimą ir kreivumą.

„Šie ICEYE duomenys pateikia ilgą kasdienių stebėjimų seriją, kuri glaudžiai atitinka potvynio ciklus“, – sakė pagrindinis autorius Ericas Renault, Kalifornijos universiteto Irvine Žemės sistemos mokslų profesorius. „Anksčiau turėjome nepertraukiamų duomenų, o tik su šiais keliais stebėjimais buvo sunku žinoti, kas vyksta. Kai turime ištisinę laiko eilutę ir lyginame ją su potvynio ciklu, matome, kad jūros vanduo patenka į aukštą lygį Potvynių ir atoslūgių, o kartais ir po ledyno tendencija kylanti į viršų ir įstrigti, dėka ICEYE, šią potvynio dinamiką pradedame matyti pirmą kartą.

Thwaites ledyno, Vakarų Antarktidoje, potvynių ir atoslūgių judėjimo 3D vaizdo ekrano kopija, užfiksuota ICEYE sintetinės apertūros radaro (SAR) žvaigždynu, remiantis vaizdais, gautais 2023 m. gegužės 11, 12 ir 13 d. Kontūro plokštumos yra sluoksnio topografinės linijos aukščio 50 metrų intervalu. Kiekvienas interferencinis pakraščio spalvų ciklas yra 360° fazės poslinkis, atitinkantis 1,65 cm matymo linijos atstumo pokytį iki ledo paviršiaus. Interferograma padengta Landsat 9 atvaizdu, gautu 2023 m. vasario mėn. Šiame tyrime parodome, kad potvynio lenkimo riba potvynių ir atoslūgių ciklo metu kinta kilometrais, o tai rodo, kad suslėgtas jūros vanduo gali prasiskverbti kilometrais žemiau sausumos ledo ir stabilizuoti stiprius šilumos mainus. su ledyno pagrindu. Dešinėje ekrano pusėje atskiras jaučio akies raštas rodo, kad jūros vanduo prasiskverbia dar 6 kilometrais už apsauginės keteros, o tai rodo, kad šiame kritiniame Antarktidos sektoriuje ledas vis dar traukiasi kilometro per metus greičiu. Kreditas: Ericas Regnot / UC Irvine

Išplėstiniai palydoviniai stebėjimai

„Iki šiol buvo neįmanoma stebėti kai kurių dinamiškiausių gamtos procesų pakankamai išsamiai ar pakartojamai, kad galėtume juos suprasti ir modeliuoti“, – sakė ICEYE „Analytics“ direktorius Michaelas Wollersheimas, šių procesų stebėjimas iš kosmoso naudojant radiolokacinius palydovinius vaizdus, ​​o tai yra didelis šuolis į priekį.

Renaud sakė, kad projektas padėjo jam ir jo kolegoms geriau suprasti jūros vandens elgesį Thwaites ledyno apatiniuose šonuose. Jūros vanduo, einantis iš ledo sluoksnio pagrindo, taip pat gėlas vanduo dėl geoterminio srauto ir trinties, kaupiasi ir „turi kažkur tekėti“, – sakė jis. Vanduo paskirstomas natūraliais kanalais arba kaupiasi ertmėse, sukuriant pakankamai spaudimo pakelti ledo sluoksnį.

„Yra vietų, kur vanduo beveik slėgis ant viršaus esančio ledo, todėl reikia didesnio spaudimo, kad ledas pakiltų“, – sakė Reno. „Vanduo išspaudžiamas tiek, kad pakeltų daugiau nei pusės mylios ilgio ledo koloną.

Ir tai ne tik jūros vanduo. Reno ir jo kolegos dešimtmečius rinko įrodymus apie klimato kaitos poveikį vandenynų srovėms, kurios šiltesnį jūros vandenį stumia į Antarktidos krantus ir kitas poliarinio ledo sritis. Gilūs cirkumpoliariniai vandenys yra sūrūs ir turi žemesnę užšalimo temperatūrą. Kol gėlas vanduo užšąla prie nulio laipsnių CelsijausSūrus vanduo užšąla esant minus 2 laipsnių Celsijaus temperatūrai, ir šio nedidelio skirtumo pakanka, kad prisidėtų prie tyrimo metu nustatyto bazinio ledo „stipraus tirpimo“.

Poveikis jūros lygio kilimui ir būsimi tyrimai

Bendraautorė Christine Dow, universiteto Aplinkos mokyklos profesorė Vaterlo universitetas „Thwaites yra nestabiliausia vieta Antarktidoje ir joje pakyla 60 centimetrų jūros lygio“, – sakė jis Ontarijuje, Kanadoje. Nerimą kelia tai, kad neįvertiname ledyno pasikeitimo greičio, o tai bus pražūtinga viso pasaulio pakrančių bendruomenėms.

Reno teigė, kad tikisi ir tikisi, kad šio projekto rezultatai paskatins daugiau tyrinėti sąlygas po Antarkties ledynais, eksponuoti autonominius robotus ir atlikti daugiau palydovinių stebėjimų.

„Mokslo bendruomenė labai nori eiti į šiuos atokius poliarinius regionus rinkti duomenų ir geriau suprasti, kas vyksta, tačiau finansavimas vis dar atsilieka“, – sakė jis. „Mes dirbame pagal tą patį 2024 m. biudžetą realiais doleriais, kaip ir 1990-aisiais. Turime plėsti ledynų ir fizinių okeanografų bendruomenę, kad greičiau nei vėliau išspręstume šias stebėjimo problemas, tačiau kol kas vis dar kopiame į Everestą. teniso bateliais“.

Išvada ir pasekmės modeliavimui

Artimiausiu metu Regnot, kuris taip pat yra vyresnysis projekto mokslininkas NASAreaktyvinių variklių laboratorija (Reaktyvinio judėjimo laboratorija), teigė, kad šis tyrimas suteiks ilgalaikės naudos ledo lakštų modeliavimo bendruomenei.

„Jei tokią vandenynų ir ledo sąveiką įtrauksime į ledo lakštų modelius, tikiuosi, kad galėsime daug geriau atkurti tai, kas įvyko per pastarąjį ketvirtį amžiaus, o tai padidins pasitikėjimą mūsų ateitis“, – sakoma prognozėje: „Jei galime pridėti šį dokumente paaiškintą procesą, kuris nėra įtrauktas į daugumą esamų modelių, tada modelio rekonstrukcijos turėtų daug geriau atitikti stebėjimus. „Tai bus didžiulė pergalė, jei mums pavyks tai pasiekti.

„Šiuo metu neturime pakankamai informacijos, kad galėtume vienaip ar kitaip pasakyti, kiek liko laiko, kol vandenyno vandens prasiskverbimas taps negrįžtamas“, – pridūrė Dow. „Tobulindami modelius ir sutelkdami savo tyrimus į šiuos svarbius ledynus, mes stengsimės tai padaryti Nustatyti bent jau tuos skaičius.

Nuoroda: Erico Renault, Enrico Ceracci, Berndo Schuchelio, Valentino Tolbeckeno, Michaelo Wollersheimo ir Christine Dow „Didelio masto jūros vandens įsiskverbimai po žeminiu Thwaites ledyno ledu, Vakarų Antarktidoje“, 2024 m. gegužės 20 d. Nacionalinės mokslų akademijos darbai.
doi: 10.1073/pnas.2404766121

Šiame projekte prie Rignot, Dow ir Wollershiem prisijungia Enrico Ceracci, UC Irvine asocijuotas specialistas Žemės sistemos mokslo srityje ir NASA doktorantas; Bernd Schuchel, UC Irvine tyrinėtojas Žemės sistemos mokslų srityje; ir Valentinas Tolbikhinas iš ICEYE. ICEYE būstinė yra Suomijoje ir veikia penkiose tarptautinėse vietose, įskaitant JAV. Tyrimas gavo finansinę NASA ir Nacionalinio mokslo fondo paramą.