Волны, которых не видно, меняют всё: этот подводный эффект долго оставался вне расчётов

Таяние ледников ускоряется не только из-за повышения температуры воздуха, но и из-за скрытых процессов под водой. Новое исследование показало, что откалывание льда запускает мощные подводные волны, которые долго перемешивают воду во фьордах и усиливают подтаивание ледников снизу. Эти процессы создают устойчивую обратную связь, ускоряющую потерю льда. Об этом сообщает Earth.

Фото: Мария Круглова is licensed under public domain

Ледник с откалывающимся айсбергом

Как ученые заглянули под лед

Работа была проведена во фьорде Eqalorutsit Kangilliit на юге Гренландии — в зоне активного откалывания ледников. Исследователи проложили по дну фьорда подводный волоконно-оптический кабель, превратив весь водоём в измерительный прибор.

Такой подход позволил фиксировать процессы, которые невозможно безопасно изучать традиционными датчиками из-за падающих глыб льда и мощных всплесков воды — именно такие события ранее фиксировались при редких явлениях вроде мега-цунами во фьордах.

"Мы принесли волоконную оптику к леднику и смогли измерить эффект откалывания, который раньше просто невозможно было количественно оценить", — рассказал геофизик Университета Вашингтона Брэд Липовски.

Свет вместо датчиков

Команда использовала метод распределённого акустического зондирования (DAS). Десятикилометровый кабель был разложен с лодки у края ледника, а компактный приёмник посылал по нему световые импульсы.

Малейшие деформации кабеля — от движения воды, льда и донных колебаний — меняли отражение света. Это позволило одновременно регистрировать вибрации и температурные изменения в тысячах точек вдоль линии на протяжении трёх недель.

Волны, которых не видно

Каждый отёл начинался с поверхностного всплеска, похожего на локальное цунами. Такие волны быстро затихали, но кабель продолжал фиксировать движение. Под спокойной поверхностью возникали внутренние гравитационные волны, распространявшиеся между слоями воды разной плотности.

"Когда айсберги откалываются, они возбуждают всевозможные волны", — отметил ведущий автор исследования Доминик Грэфф.

Эти подводные волны были сопоставимы по высоте с небоскрёбами и сохранялись дольше поверхностного волнения.

Почему подводные волны ускоряют таяние

Внутренние волны активно перемешивают водную толщу: тёплая вода поднимается вверх, а холодная опускается вниз. В результате тёплые глубинные слои снова и снова контактируют с подводной частью ледника.

Именно под водой скрыта значительная часть массы ледника. Тёплая вода размывает основание, образуя нависающие участки, которые затем обрушиваются, вызывая новый отёл и очередную волну перемешивания — по схожему сценарию, который наблюдается при разрушении антарктических ледников.

Грэфф сравнивает это с кубиком льда в стакане: если воду не трогать, вокруг льда образуется холодная защитная плёнка. Перемешивание разрушает этот слой — и лёд тает быстрее.

Петля обратной связи

Наблюдения показали, что крупные отёлы происходят каждые несколько часов. Каждый из них усиливает подводное перемешивание, ускоряя последующее таяние. Так формируется устойчивая петля обратной связи, которая может значительно ускорять потерю ледниковой массы.

Почему это важно для всего мира

Гренландский ледяной щит — это гигантский резервуар льда, площадь которого примерно втрое больше Техаса. Его полное таяние привело бы к подъёму уровня моря примерно на 25 футов, затопив прибрежные города и вынудив миллионы людей покинуть дома.

Учёные также опасаются влияния пресной воды на Атлантическую меридиональную опрокидывающую циркуляцию (AMOC) — систему течений, распределяющих тепло и питательные вещества по планете.

"Вся система Земли во многом зависит от ледяных щитов", — подчеркнул Доминик Грэфф.

Новые данные для моделей и предупреждений

До этой работы никто не пытался изучать отёл ледников с помощью подводного волоконно-оптического массива.

"Мы не были уверены, что это вообще сработает", — признался Липовски.

В отличие от одиночных датчиков и термометров, волоконная оптика дала непрерывную картину во времени и пространстве. Это может существенно улучшить модели таяния льда и повысить точность систем предупреждения о цунами во фьордах.

Волоконно-оптическая революция в науке о льде

Технология становится всё доступнее и масштабируемее. Кабели можно оставлять во фьордах на месяцы и годы, наблюдая за сезонными изменениями, штормами и тепловыми волнами.

Такие данные помогут заранее выявлять переломные моменты в поведении ледников и точнее прогнозировать повышение уровня моря и его последствия — от береговой эрозии до изменений океанических течений.

Плюсы и минусы метода волоконно-оптических наблюдений

Метод даёт уникальную детализацию и безопасность измерений в опасных зонах. Он позволяет отслеживать процессы, недоступные традиционным приборам.

Ограничением остаётся сложность интерпретации больших массивов данных и необходимость сложной инфраструктуры в удалённых регионах.

Популярные вопросы о подводном таянии ледников

Почему подводное таяние опаснее поверхностного?
Оно подтачивает основание ледника и ускоряет обрушения.

Можно ли применять метод в других регионах?
Да, технология масштабируема и подходит для разных фьордов.

Связаны ли такие волны с цунами?
Да, отёлы могут вызывать локальные цунами в узких фьордах.