Он ушёл под антарктический лёд и не вернулся: подводный аппарат передал странные данные и пропал

Беспилотная подводная лодка, работавшая под антарктическим льдом, передала данные о странных структурах, скрытых от спутников, а затем внезапно пропала. Аппарат несколько недель исследовал одну из самых труднодоступных зон Западной Антарктиды, помогая ученым лучше понять, как океан разрушает лед снизу. Последний выход на связь произошел на глубине в десятки километров под шельфовым ледником. Об этом сообщает Earth.

Фото: Вадим Савицкий

Многоцелевая атомная подводная лодка России

Миссия под шельфовым ледником Дотсона

Автономный подводный аппарат Ran был задействован для картирования шельфового ледника Дотсона в Западной Антарктиде. Проект координировала профессор океанографической физики Гётеборгского университета Анна Волин, чьи исследования посвящены тому, как океанические течения разрушают ледяные полки и влияют на устойчивость ледников и уровень моря.

Ran — это роботизированная подводная лодка, способная самостоятельно ориентироваться подо льдом в течение многих часов. Во время кампании 2022 года аппарат провел 27 дней под ледяной плитой, проникнув примерно на 11 миль в скрытую полость под шельфом. Главная цель миссии заключалась в объяснении резкого контраста между более толстым и устойчивым восточным сектором Дотсона и его тонкой, быстро тающей западной частью.

Аномальные формы подо льдом

С помощью сонара Ran нанес на карту около 54 квадратных миль нижней поверхности ледника. Полученные изображения показали плоские плато, ступенчатые террасы и вытянутые углубления каплевидной формы, созданные базальным таянием — процессом разрушения льда снизу.

В центральной и восточной части преобладали "ледяные ступени", напоминающие лестницу, тогда как на западе поверхность оказалась более гладкой, с каналами и вымытыми впадинами. Эти структуры невозможно увидеть со спутников, поэтому до миссии Ran они оставались полностью неизвестными.

Теплая вода и неравномерное таяние

В прибрежные зоны Антарктиды проникает циркумполярная глубокая вода — теплое и соленое течение Южного океана, которое подтачивает шельфовые ледники снизу. Спутниковые наблюдения показывают, что в районах талых каналов лед Дотсона истончается примерно на 40 футов в год.

Анализ данных свидетельствует, что за период с 1979 по 2017 год таяние этого ледника внесло около 0,02 дюйма в глобальный уровень моря. Подледные карты показали, что теплая вода в основном размывает западную часть шельфа, тогда как восточный край остается относительно защищенным более холодными потоками.

Террасы, впадины и турбулентность

В зонах медленного течения основание льда формирует четкие уступы, возникающие по мере постепенного "срезания" слоев. Там, где вода движется быстрее, поверхность становится гладкой и бороздчатой: турбулентность и сдвиговые потоки ускоряют теплообмен и таяние.

Некоторые углубления достигают почти 300 метров в длину и более 50 метров в глубину. Ученые предполагают, что террасированные плато отражают многолетние эпизоды поступления чуть более теплой воды, которая слой за слоем разрушала лед.

Трещины, расширяющиеся снизу

Ran также зафиксировал трещины, проходящие через всю толщу шельфового ледника. Многие из них расширены и сглажены у основания из-за таяния. Спутниковые данные показывают, что часть этих разломов существует с 1990-х годов, и именно они несут самые глубокие следы подледной эрозии.

Внутри таких узких разломов ускоренные потоки воды направляют дополнительное тепло к стенкам льда, превращая трещины в скрытые каналы потери массы. Большинство климатических моделей пока не учитывают эту сложную геометрию, что снижает точность прогнозов.

Значение для будущего уровня моря

Совокупные спутниковые и климатические данные показывают, что с 1979 года таяние антарктического льда повысило уровень моря примерно на 0,55 дюйма. Существенная часть этого вклада приходится на Западную Антарктиду, где шельфовые ледники, подобные Дотсону, плавают над глубокими бассейнами, доступными для теплых течений.

Когда такие ледяные полки истончаются или разрушаются, они перестают сдерживать наземные ледники. В результате скорость движения льда к океану возрастает, ускоряя рост уровня моря и усиливая процессы, связанные с разрушением ледяного покрова.

Почему связь с Ran была потеряна

Работа под сотнями футов льда исключает использование GPS и радиосвязи. Ran ориентировался с помощью инерциальных систем и акустических датчиков, сверяясь с морским дном и нижней поверхностью льда. Миссии длились от нескольких часов до суток, и любые неполадки становились заметны только после всплытия.

В 2022 году команда успешно провела 14 таких погружений. Однако при очередной миссии аппарат не вышел в точку подъема.

"Наблюдать, как Ran исчезает в темных и неизвестных глубинах подо льдом, выполняя задания более 24 часов без связи, было непросто", — сказал профессор Анна Волин.

Попытки восстановить контакт не увенчались успехом, поиски не выявили ни сигналов, ни обломков. Возможные причины варьируются от технической неисправности до столкновения с подледными хребтами.

Плюсы и минусы автономных подводных миссий

Использование автономных подлодок открывает новые возможности, но связано с рисками. Такие аппараты позволяют исследовать зоны, недоступные человеку, и собирать уникальные данные о льде, океане и течениях.

К преимуществам относятся: