Раскрыта полувековая загадка появления антарктической полыньи исполинских размеров

Плотный ледяной покров вокруг Антарктиды претерпевает существенные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в целом. Однако некоторые особенности местных условий до сих пор вызывают затруднения ученым на протяжении десятилетий.

Фото: Flickr by Jason Auch is licensed under Creative Commons Attribution 2.0 Generic

Одной из таких особенностей является полынья на Модском высокогорье или в районе Уэдделлова моря, которая неожиданно появляется в одном и том же месте. Международная группа исследователей океана, наконец, разгадала механизмы ее формирования.

Впервые полынь на Модском высокогорье заметили в 1970-х годах, когда американский метеорологический спутник Nimbus 5 начал регулярное наблюдение за антарктическим льдом. Полынья возникала каждую зиму с 1974 по 1976 год, что привело к предположению ученых о ее ежегодном появлении. Однако с тех пор зона открытой воды среди сплошного льда, покрывающего большую часть Уэдделлова моря, образуется не постоянно. Полынья или вовсе не появляется, или ее размеры минимальны.

Следующее значительное образование полыни произошло в 2016–2017 годах. Хотя ее размеры были меньше, чем за предыдущие пятьдесят лет, площадь по-прежнему впечатляет: около 80 тысяч квадратных километров, что примерно равно площади Сахалина с Курильскими островами или двум Швейцариям. Тем не менее, в последующие годы полынья практически полностью исчезает. Такое поведение природного явления сильно затрудняет его изучение. Полыни на многолетних льдах образуются редко, и еще более редко они могут быть такими крупными и существовать в течение продолжительных периодов (недель или даже месяцев).

Новое научное исследование, опубликованное в журнале Science Advances, приоткрывает завесу над природой полыни на Модском высокогорье. Его авторы — ученые из университетов Гетеборга (Швеция), Калифорнии (Сан-Диего, США) и Саутгемптона (Великобритания). Для анализа они использовали несколько источников данных: данные оптических и радиолокационных спутников, датчики на автономных платформах и маркировки на морских животных. Оказалось, что все зависит от комплекса факторов, которые совпали в пределах Мирового океана.

Ключевой процесс, отвечающий за образование огромной полыни в Уэдделловом море, — Экмановское перемещение. Это явление движения воды под углом к направлению ветра, обусловленное кориолисовой силой, которая заставляет движущиеся объекты отклоняться в определенную сторону. С увеличением глубины угол увеличивается, образуя спиральный вихрь. Несмотря на то, что кажется логичным, ледяной покров не препятствует Экмановскому перемещению. Именно благодаря айсбергам и ледовым полям его впервые обнаружили во время арктической экспедиции Нансена.

В Уэдделловом море именно Экмановское перемещение привлекает под лед сравнительно теплую и соленую воду. В районе Модского высокогорья — подводного плато с небольшими пологими вершинами — это приводит к усилению глубинного течения.

Наконец, третий фактор, необходимый для возникновения крупной полыни: изменения направления и силы ветров над этим районом. Комбинация этих факторов совпала в 2016–2017 годах, вероятно, так же, как и в 1970-х.