Предательский грунт

Ученые изучают дно ледового озера после того, как вся его вода просочилась через трещины к подножию ледника. Фото: Sam Doyle

Мягкая и пористая почва Гренландии делает ее ледовый щит крайне уязвимым для изменения климата, выяснили ученые

Александр Телишев

29 сентября, 2014 16:33

7 мин

Британские климатологи проанализировали структуру ледового щита Гренландии, площадь которого стремительно уменьшается в последние годы из-за роста среднегодовых температур, и обнаружили, что этот процесс в будущем может сильно ускориться. Произойдет это из-за того, что пористые и мягкие почвы острова будут помогать его ледовым массам «сбегать» в открытый океан. Более того, ледовый покров Гренландии может стать нестабильным и расколоться на части к концу века. О результатах наблюдений и математического моделирования, опубликованных в журнале Nature Communications, рассказывает Кембриджский университет.

«Когда эти огромные ледовые щиты тают, из-за сезонных колебаний температур воздуха или из-за изменения климата, этот процесс нельзя сравнивать с тем, как превращается в воду кубик льда в стакане. На самом деле, масса и объем льда в нем сокращаются двумя путями — в результате таяния льда на поверхности и благодаря ускоренному движению самого ледника в сторону океана. Оба этих механизма связаны между собой. Мы не до конца понимали, как они взаимодействуют, и не учитывали наличие этой связи в классических компьютерных моделях ледников», — рассказывает ведущий автор статьи Мэрион Бугамон из Полярного исследовательского института Скотта при Кембриджском университете (Великобритания).

Бугамон и возглавляемая ей группа из дюжины климатологов и полярников пыталась решить одну из самых серьезных проблем для современной климатологии — неточность прогнозов по таянию ледников Гренландии, третьей по размерам ледовой шапки на Земле, под действием изменения климата и глобального потепления.

Сегодня самым заметным следствием изменения климата и роста среднегодовых температур называют стремительное сокращение площади и объема ледовых шапок на Северном и Южном полюсах Земли. Этот процесс протекает крайне неоднородно, и в нем есть свои «чемпионы» — Гренландия и западная часть Антарктики. По последним оценкам, на долю этих двух приполярных регионов приходится почти половина от общего объема потерянных льдов. Ледовый покров Гренландии продолжает сокращаться все быстрее, и в 2012 году следы таяния и потоки воды были замечены на 97% от общей площади ее льдов.

Пока ученые не пришли к единому мнению, почему льды Гренландии тают столь быстро. К примеру, российские климатологи считают, что в этом виновата «тонкая» земная кора под островом и постоянный подогрев его льдов магмой. Другие специалисты винят в этом перемены в движении течений у берегов Гренландии или отсутствие сильных снегопадов на территории «зеленого острова» в последнее десятилетие. Иногда они пытаются объяснить этот процесс неклиматическими факторами — в мае 2014 года в журнале PNAS было опубликовано исследование, авторы которого считают, что Гренландия тает из-за сажи от лесных пожаров в США и Канаде, приносимой на остров западными ветрами.

Трещина на поверхности ледника в Гренландии. Фото: Poul Christoffersen

Британские климатологи во время одной из поездок на остров обратили внимание на ту его особенность, которую ранее не замечали их коллеги — грунт, на поверхности которого расположен ледник. Дело в том, объясняют ученые, что ледник не является неподвижной массой. Он никогда не стоит на месте и постоянно двигается в результате накопления снега и других форм атмосферных осадков на своей поверхности, которые постепенно «выдавливают» нижние слои льда в разные стороны.

Практически все предшественники Бугамон и ее коллег считали, что грунт, по которому движется ледовая масса, является абсолютно твердой и непроницаемой материей, свойства которой не меняются ни под действием ледника, ни в результате климатических изменений. Когда авторы статьи изучили почву Гренландии во время экспедиций, они поняли, что это далеко не так. На самом деле ледник движется по мягкому и достаточно пористому грунту, который по своим свойствам и консистенции больше напоминает дно озера, чем жесткие горные породы фьордов или других ледниковых форм рельефа.

Это неожиданное открытие натолкнуло ученых на мысль о том, что почвы Гренландии могут впитывать в себя талую воду с поверхности, попадающую в них через трещины в ледовом щите острова. Появление воды в грунте, как предположили климатологи, сделает его более скользким, что может в теории ускорять «течение» ледника в сторону моря. Если это действительно так, то подобный феномен может объяснять, почему Гренландия тает так быстро сегодня, а также грозит резким ускорением этого процесса в будущем, когда поверхностные слои льдов «зеленого острова» будут таять еще быстрее.

Группа Бугамон проверила эти умозаключения при помощи трехмерной компьютерной модели гренландского ледника, которую авторы статьи создали специально для этой цели. Для того чтобы эта модель могла работать, климатологи совершили целую серию экспедиций на арктический остров, в ходе которых они замеряли объем талой воды в ледовых озерах на поверхности льда и оценивали те ее доли, которые просачиваются к подножию ледника через трещины на дне таких водоемов.

Покрытый трещинами ледник, изученный авторами статьи во время сбора данных для их трехмерной модели. Фото: Sam Doyle

Когда исследователи взглянули на первые результаты работы модели, они поняли, что их подозрения полностью подтвердились. Ледники Гренландии действительно очень чутко реагировали на изменения в насыщенности почвы водой и начинали двигаться в сторону моря заметно быстрее, когда в грунт попадала новая порция жидкости.

«Ледовый щит острова не только реагировал на изменения климата, но и на экстремальные погодные явления, такие как проливные дожди или волны жары, которые, как оказалось, могут столь же сильно влиять на потери в его массе и размерах. Мягкие осадочные породы у подножия ледника становятся все более рыхлыми и слабыми по мере того, как они впитывают больше и больше воды. Благодаря этому они все меньше сопротивляются движению льдов, и последние начинают "течь" быстрее», — поясняет другой автор статьи Пол Кристофферсен из университета Аберистуита (Великобритания).

По расчетам авторов статьи, ледовый щит Гренландии, даже с учетом влияния почвы на его таяние, проживет еще как минимум до конца текущего столетия. С другой стороны, ученых настораживает быстрота тех изменений, которые происходят в структуре почвы после появления озера из талой воды на поверхности ледника. По их наблюдениям и расчетам, эти временные водоемы пустеют буквально за 5–6 часов после их образования. Это означает, что вода просачивается к подножию ледника практически молниеносно. Учитывая то, что число подобных озер будет быстро расти по мере дальнейшего роста среднегодовых температур, ледовый щит Гренландии может достаточно быстро стать нестабильным и распасться на части, считают ученые.

ТЕГИ

поддержать проект

Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе

Маленькая чашка кофе