Содержание
Ледник «Судного дня» и его сосед тают быстрее, чем считали ученые: насколько это опасно
Анастасия
Никифорова
Новостной редактор
Анастасия
Никифорова
Новостной редактор
Согласно новому исследованию, два основных ледника, составляющих Антарктический ледяной щит, в настоящее время тают быстрее, чем за последние 5 500 лет. «Хайтек» рассказывает главное о выводах ученых.
Читайте «Хайтек» в
Антарктида покрыта двумя огромными ледяными массивами: Восточным и Западным антарктическими ледяными щитами, которые питают множество отдельных ледников. Из-за потепления климата Западный истончается ускоренными темпами последние несколько десятилетий.
Особенно уязвимы к глобальному потеплению и уже способствуют повышению уровня моря ледники Туэйтс и Пайн-Айленд.
Два опасных ледника
Как один из самых быстро тающих ледников Антарктиды , Туэйтс получил прозвище «Ледник судного дня». С 1980-х годов Туэйтс потерял около 540 млрд тонн льда, что способствовало повышению уровня Мирового океана на 4%. Туэйтс и его северный сосед, ледник Пайн-Айленд, покрывают огромные пространства. Площадь Туэйтса составляет около 192 000 км², что делает его почти таким же большим, как Великобритания, а Пайн-Айленд — 162 300 км².
Что выяснили ученые?
Ученые стремились понять, что происходит с ледниками сейчас. Для этого они изучили их историю.
Чтобы сравнить скорость их таяния сегодня с темпами таяния в далеком прошлом, ученые искали подсказки на антарктических пляжах. Измерив возраст и высоту почти двух десятков береговых линий, ученые надеялись выяснить, как быстро лед исчезает с суши, прежде чем снова наступить. Они обнаружили, что ледники начали отступать с огромной скоростью, и этот процесс усилился за последние 5 500 лет.
Фото: Британская антарктическая служба
Хотя эти уязвимые ледники были относительно стабильными в течение последних нескольких тысячелетий, их текущая скорость отступления растет и уже поднимает глобальный уровень моря, отметили ученые.
Ответ в ракушках
Исследователи оценили возраст береговой линии, собрав древние раковины и крошечные фрагменты костей пингвинов, а затем проанализировали древнюю биоматерию с помощью радиоуглеродного датирования. Этот метод определяет возраст органического материала путем измерения количества углерода-14, радиоактивного изотопа углерода или его варианта с другим числом нейтронов. Он встречается повсюду на Земле и легко усваивается растениями и животными. Когда животные умирают, они перестают накапливать углерод-14 в своих тканях, и уже поглощенное ими количество начинает распадаться. Период полураспада углерода-14 (или время, за которое половина его распадается) составляет 5 730 лет, и ученые могут точно определить возраст животных, умерших тысячи лет назад, измерив его число в останках.
После датирования костей и панцирей пингвинов с более чем 20 различных береговых линий ученые обнаружили, что самый старый и самый высокий пляж начал формироваться примерно 5500 лет назад. Исследователи сообщили, что с того момента и примерно 30 лет назад таяние льда обнажало береговую линию со скоростью около 3,5 мм в год. Но за последние три десятилетия скорость продвижения береговой линии резко возросла — 40 мм в год, то есть в 11 раз.
К чему это приведет?
При нынешних темпах отступления огромные ледники, которые уходят глубоко в сердце ледяного щита, могут способствовать повышению глобального уровня моря. Так, если весь западно-антарктический ледяной щит разрушится и растает, это поднимет его примерно на 3,4 метра.
Но, как оказалось, скорость таяния растет. Пока неясно, что это означает для будущего ледников и всего щита Антарктиды, а также уязвимых береговых линий по всему миру. Выводы исследователей, хотя и тревожные, не учитывают, сколько раз ледники отступали и снова наступали в истории человечества.
Ученые надеются больше узнать о будущем ледниковых покровов, пробурив лед и изучив образцы горных пород находящегося под ним массива суши. Тогда ученые могут понять, является ли нынешняя скорость таяния обратимой или ледники действительно прошли точку невозврата. Однако ситуация уже вызывает опасения.
Читать далее
Японцы сбросили гигантскую турбину в океан, чтобы получать бесконечную энергию от течения
Астрономы из Японии нашли в галактике неизвестную структуру
Исследователи сняли на видео «скрытую» экосистему антарктической реки
От ледника Пайн-Айленд, одного из самых быстро тающих ледяных пластов в Антарктиде, откололся очередной огромный айсберг | Наука
На обледенелой окраине отдаленного западного антарктического залива наиболее уязвимые ледники континента угрожают перерисовать береговые линии Земли. Ледник острова Пайн-Айленд и соседний с ним ледник Туэйтс являются своего рода воротами к огромному хранилищу замерзшей воды, которая может поднять уровень мирового океана на 120 сантиметров, если попадет в море.
И эти ворота разрушаются буквально на глазах.
В прошедшие выходные спутники Sentinel Европейского космического агентства заметили значительный разрыв, или ледниковую трещину, на ледяном шельфе ледника Пайн-Айленд. На прошлой неделе быстро разрослась сеть разломов, которые спутники наблюдали с начала 2019 года. К воскресенью кусок льда площадью почти 200 квадратных километром откололся от переднего края ледника. Он быстро распался на несколько более мелких айсбергов, самый большой из которых был достаточно крупным, чтобы заслужить имя: B-49.
Изучение
Отколовшийся от ледника айсберг является подтверждением еще одной серии участившихся случаев появления ледниковых трещин в этом быстро прогревающемся регионе.
Ледник острова Пайн-Айленд является одним из самых быстро отступающих ледников в Антарктике, и наряду с находящимся поблизости ледником Туэйтс он является объектом пристального научного наблюдения. Ученые пытаются определить, могут ли эти ледники в процессе таяния освободить дорогу для внутренних и подледных вод, которые могут поднять уровень океана.
Результаты наблюдений
Согласно НАСА, регион, окружающий ледники Туэйтс и Пайн-Айленд, содержит много «очень уязвимого льда», который способен поднять уровень моря. Новый айсберг с острова Пайн не просуществовал долго, а вместо этого рассыпался на более мелкие кусочки, которые постепенно уходят в море. Но такое поведение согласуется с недавними исследованиями этого ледника.
Причиной появления айсберга является появление двух трещин, которые были впервые обнаружены в прошлом году с помощью спутников.
Хотя этот откол не привел к появлению рекордно большого айсберга, как это произошло с ледяным шельфом Larsen C в 2016 году, тем не менее ученые обеспокоены тем, что такие явления становятся все более распространенными. Если шельф в достаточной степени дестабилизируется, на леднике — подобно близлежащему Туэйтсу — может начаться быстрый и потенциально неостановимый цикл потери льда, поскольку земля, на которой лежит лед, при его перемещении опускается вниз. Из-за этого относительно теплые океанские воды будут проникать вглубь этой территории, растапливая еще большее количество льда и ускоряя его перемещение в море.
Возможная опасность
Что касается острова Пайн, то это последнее событие в ряду драматических событий появления разломов, которые, как опасаются ученые, могут стать прелюдией к еще большему распаду ледников, является следствием изменения климата. Поскольку на прошлой неделе температура на Антарктическом полуострове достигла рекордного уровня в 18 градусов, признаки быстрой трансформации трудно игнорировать.
По словам Марка Дринкуотер, старшего ученого и специалиста по криосфере в Европейском космическом агентстве, вызывает беспокойство тот факт, что ежедневный поток данных со спутников свидетельствует о высоких темпах изменения климата Антарктиды.
Необратимые процессы
Пайн-Айленд — самая уязвимая точка Антарктиды. С 2012 года ледник сбрасывает 58 миллиардов тонн льда в год, что является самым значительным вкладом в глобальное повышение уровня моря по сравнению с любым другим ледником на планете.
По данным Европейского космического агентства (ESA), скорость движения ледника на Пайн-Айленде ускорилась и превысила 10 метров в день.
Более быстрое движение льда приводит к растяжению и растрескиванию ледяного шельфа, что может привести к дополнительной потере льда. Большие куски льда откалывались от Пайн-Айленда каждые четыре-шесть лет, но сейчас это происходит почти ежегодно.
Эти события происходили в 1992, 1995, 2001, 2007, 2011, 2013, 2015, 2017, 2018 годах, а теперь и в начале 2020 года. Айсберг 2018 года был намного больше нынешнего. Кроме того, большие трещины на ледяном шельфе образуются в местах, которые ученые раньше не видели, таких как середина ледяного шельфа.
Мнение ученых
Ученые внимательно следят за сокращением временных интервалов. По словам Адриана Лакмана, географа из университета Суонси, который внимательно следит за этим ледником, эти события сами по себе являются частью нормального поведения больших ледников с плавающими секциями, поэтому, хотя это и впечатляющее событие, само по себе оно не имеет существенного значения. Тем не менее, ученые знают, что, как и в Туэйтсе, ледник истончается, а его границы сдвига становятся все слабее, все из-за того, что более теплые воды океана разрушают лед.
Как недавно подтвердили в Туэйтсе, ледник острова Пайн-Айленд теряет массу из-за комбинации факторов. Во-первых, раскол льда может внезапно сдвинуть переднюю часть шельфа льда ближе к точке, где лед встречается с поверхностью земли, которая является границей, известной как линия заземления. Кроме того, шельфовый лед тает снизу, поскольку относительно теплые воды разъедают нижнюю часть льда.
Причины
«События последних пяти-десяти лет кажутся исключительными для региона по сравнению с тем, что происходило за последние 70 лет», — считает Берт Ваутерс, эксперт по спутниковому дистанционному зондированию в TU Delft в Нидерландах, который пристально следил за ледником Пайн-Айленд.
«Хотя откол айсберга от плавающих шельфовых ледников Антарктики является естественным, непрерывным процессом, недавнее событие на леднике Пайн-Айленд было особенно значительным, и такие случаи на этом леднике, по-видимому, становятся все более частыми», — утверждает Элисон Банвелл, гляциолог в CIRES, Университет Колорадо, Боулдер.
По словам Ваутерса, недавний раскол, который был больше, чем в 2017 и 2018 годах, но меньше, чем в начале 2000-х годов, возможно, был частично обусловлен мягкой погодой прошлой зимы.
Но, как и в случае с другими недавними расколами на Пайн-Айленде и других ледниках Западной Антарктики, основной движущей силой был приток теплой подземной воды в залив Амундсена, что привело к таянию льда снизу. Это, в свою очередь, связано со сдвигом ветров, которые толкают теплые глубокие воды океана на континентальный шельф. Это также соответствует общей картине изменения климата.
Возможные последствия
Подобные события не способствуют повышению уровня моря напрямую, потому что плавающие шельфовые ледники уже вытесняют воду. Тем не менее, ледники, такие как на острове Пайн, служат тормозом для потока сухопутного льда, который поднимает уровень моря по мере его попадания в море. По мере того как ледяной шельф острова Пайн ослабевает, усиливается и эта сила, которая может ускорить движение потока льда с суши.
Действительно, лед Пайн-Айленда по сравнению с 1990-ми годами уходит в море быстрее, и, согласно наблюдениям, ледяной поток теперь движется все быстрее. В преддверии недавнего раскола ледник ускорился еще больше.
Что происходит с ледником
К сожалению, некоторые ученые считают, что ледник Пайн-Айленд и его сосед Туэйтс по своей природе нестабильны из-за особенностей геометрии. Так называемая линия заземления, где ледники вступают в контакт с коренной породой, лежит ниже уровня моря, что означает, что она уязвима для воздействия теплой океанской воды. Если бы ледники высвободились на своей линии заземления, вода могла бы просочиться между льдом и камнем.
Поскольку коренная порода наклоняется вниз, это может привести к тому, что шельфовый ледник будет становиться все более толстым и нестабильным, что приведет к образованию все больших и больших айсбергов, что в конечном итоге приведет к обвалу. Этот сценарий может спровоцировать быстрые потери льда в Западной Антарктиде.
Ледник Пайн-Айленд
Исследование ледника Пайн-Айленд | Почему ледник Пайн-Айленд важен? | Шельфовый ледник ледника Пайн-Айленд | Ледник Пайн-Айленд: долгосрочная перспектива | Выводы | ссылки | Комментарии |
Исследование ледника Пайн-Айленд
Быстротекущий ледяной поток
Ледник Пайн-Айленд — один из крупнейших ледяных потоков в Антарктиде. Он впадает вместе с ледяным потоком Туэйтса в залив моря Амундсена в Западной Антарктиде, и два ледяных потока вместе истощают около 5% Антарктического ледяного щита 9.0009 1 . Ледник Пайн-Айленд течет со скоростью до 4000 м в год 2 .
Ледник Пайн-Айленд представляет интерес для ученых, поскольку он быстро меняется; он истончается, ускоряется и отступает 3 , и все это напрямую влияет на уровень моря, и его будущее в условиях потепления климата неопределенно.
Ледник Пайн-Айленд опирается на большой плавучий шельфовый ледник, который помогает стабилизировать ледник, но сам этот шельфовый ледник истончается, и недавно образовался огромный айсберг.
Ледяные потоки Антарктиды с выделенными ледниками Пайн-Айленд и Туэйтс.
Подпись: Визуализация течения льда в модели антарктического ледяного щита ПИСМ-ПИК. Белые точки показывают, как вместе со льдом движутся частицы, изначально случайно распределенные по поверхности льда. Цвета дополнительно показывают скорость потока. Пользователь Youtube pikff1.
Недоступное место
Несмотря на этот интерес, ледник Пайн-Айленд труднодоступен. Он удален от каких-либо исследовательских баз, поэтому полет туда означает несколько коротких полетов, создание топливных складов, чтобы ученые могли добраться до места. Низко расположенное облако часто делает полет опасным. Ледяной поток сильно изрезан и опасен, поэтому идти по нему сложно. Морской лед удерживает корабли, затрудняя доступ к ледяному потоку из океана.
Однако у ученых есть несколько оригинальных способов наблюдения за изменениями в этом хрупком важном ледяном потоке.
Они могут измерять изменения в протяженности льда и его истончение со спутников 4,5 , и они запускали дротики с датчиками на поверхность льда в места со слишком большим количеством трещин, чтобы люди могли путешествовать.
Наконец, ученые на борту кораблей развернули «автоподводную лодку» под самым шельфовым ледником, чтобы проводить наблюдения там, куда не может проникнуть человек.
Автоподлодка у льда (с http://www.krapp.org/rupert/archiv.html/2007_08_01_archive.html)
Изучение ледника Пайн-Айленд
Вы можете использовать Google Планета Земля ниже, чтобы исследовать ледяной поток. Можете ли вы определить шельфовый ледник? Если вы увеличите масштаб достаточно далеко, вы сможете увидеть огромную трещину в шельфовом леднике. Вы также можете увидеть, как поверхность как ледяного потока, так и шельфового ледника сильно изрезана трещинами, что затрудняет ходьбу по поверхности льда.
Посмотреть ледник Пайн-Айленд на карте большего размера
Чем важен ледник Пайн-Айленд?
Ледник Пайн-Айленд истощает большую часть морского ледяного щита Западной Антарктики, и его конфигурация подвержена быстрому разрушению и отступлению.
Ледяной щит в этом районе находится на глубине до 2000 м ниже уровня моря, что делает его неустойчивым по своей природе 6 и восприимчивым к быстрому таянию его основания, а также к быстрому перемещению линии заземления вверх по ледяному потоку 7 (см. нестабильность ледяного щита).
На изображениях ниже показано, какая часть западно-антарктического ледяного щита, особенно вокруг ледника Пайн-Айленд, находится значительно ниже уровня моря.
Подледниковые озера вокруг Антарктиды
BEDMAP: Топография коренных пород Антарктического ледяного щита.
Скорость Антарктического ледяного щита, показывающая ледовые водоразделы.
Изостатически скорректированный Антарктический континент с удаленным льдом. Художественный проект глобального потепления.
Ледник Пайн-Айленд — один из самых динамичных объектов Антарктического ледяного щита. Его подпирает крупный шельфовый ледник, который в настоящее время истончается 8 , а сам ледяной поток имеет отрицательный баланс массы (таяние не сменяется снегопадом) 3 , течет быстрее 9 , а линия заземления все дальше и дальше уходит в залив.
Упрощенный рисунок притока ледника, впадающего в шельфовый ледник, с изображением линии заземления (где ледник начинает плавать).
Линия заземления отступила более чем на 20 км с 1996 по 2009 год 2 . Ледяной поток становится круче, что увеличивает гравитационное движущее напряжение, помогая ему течь быстрее, и нет никаких признаков того, что ледник приближается к устойчивому состоянию 10 .
Возможный коллапс в будущем?
Ледник Пайн-Айленд может рухнуть – застаиваться и отступать далеко в залив, что приведет к быстрому повышению уровня моря – в течение следующих нескольких столетий, подняв глобальный уровень моря на 1,5 м 11,12 , из общего количества 3,3 м со всего западно-антарктического ледяного щита 13 .
Некоторые исследования показали, что весь основной ствол ледника Пайн-Айленд может оторваться от грунта и всплыть на поверхность в течение 100 лет 14 , но недавние усилия по моделированию предполагают , что для снятия с заземления всего ствола 2 требуется гораздо больше времени .
Эти численные компьютерные модели показывают, что ежегодные темпы повышения уровня моря из-за ледника Пайн-Айленд могут достигать 2,7 см за 100 лет 2 . Согласно сценарию выбросов A1B «Обычный бизнес» МГЭИК (потепление на 2,6°C к 2100 г.), Gladstone et al. (2012) предсказывают рецессию в течение следующих 200 лет с огромной неопределенностью в отношении скорости отступления, а также возможность полного обрушения ствола ледника Пайн-Айленд в 22 веке 15 .
сценария потепления A1B от МГЭИК. A1B — это сценарий «обычного бизнеса», при котором выбросы продолжают увеличиваться в соответствии с современными темпами роста. Серые полосы справа указывают наилучшую оценку и вероятный диапазон температур.
По-прежнему трудно оценить, как скоро может произойти обрушение ледника Пайн-Айленд, но в новой статье Бамбера и Аспиналла (2013 г.) высказывается мнение о том, что Западно-Антарктический ледяной щит может стать нестабильным в течение следующих 100 лет9.0009 16 .
Самый большой вклад в глобальное повышение уровня моря со стороны Гренландского и Антарктического ледяных щитов вместе взятых составляет около 16,9 мм в год, но, скорее всего, к 2100 году он составит около 5,4 мм в год. Это дает в общей сложности от 33 до 132 см глобального общее повышение уровня моря к 2100 году. Неопределенность будущего поведения ледника Пайн-Айленд в Западной Антарктиде является одним из самых больших препятствий для точного прогнозирования будущего повышения уровня моря 16 .
Текущее поведение
Ледник Пайн-Айленд в настоящее время течет очень быстро и ускоряется, вызывая истончение. Скорость значительно выше необходимой для поддержания баланса масс, поэтому лед вытягивается в продольном направлении и утончается по вертикали 3 .
На рисунке ниже Rignot et al. 2008 г., вы можете видеть, что потери массы от ледника Пайн-Айленд и ледника Туэйтс преобладают над потерями льда Антарктического ледяного щита. Потеря массы этого бассейна удвоилась с 1996 по 2006 год, и это самая большая потеря льда в Антарктиде.
Перепечатано с разрешения Macmillan Publishers Ltd: Nature
(Rignot et al., 2008), авторское право 2008
Шельфовый ледник Пайн-Айленд
Ледник Пайн-Айленд имеет большой шельфовый ледник, который поддерживает ледник. Удаление шельфового ледника, вероятно, приведет к быстрому ускорению, истончению и отступлению по мере того, как ледник приспосабливается к новым граничным условиям; эти реакции наблюдались после обрушения шельфового ледника вокруг Антарктического полуострова 17-21 .
Шельфовый ледник вокруг ледника Пайн-Айленд в настоящее время истончается и нагревается снизу циркумполярными глубинными водами, стекающими на континентальный шельф 22,23 . Это тает шельфовый ледник снизу 24 , и это таяние, вероятно, является причиной наблюдаемого утончения ледяного потока, ускорения и отступления линии заземления 25 , что способствует повышению уровня моря на 1,2 мм за десятилетие 3 .
Откалывающиеся айсберги
Шельфовый ледник Пайн-Айленд периодически откалывает огромные айсберги.
В настоящее время шельфовый ледник теряет около 62,3 ± 5 гигатонн льда в год из-за отела и 101,2 ± 8 гигатонн в год из-за базального таяния 9.0009 24 . В 2001 году он отколол большой айсберг, а в 2011 году на шельфовом леднике образовался огромный разлом. Этот айсберг окончательно откололся в июле 2013 года. Он примерно в восемь раз больше Нью-Йорка или вдвое меньше Большого Лондона, его длина составляет 720 км 2 .
Тем не менее, этот откол айсберга является естественным процессом, частью того, как регулярно откалывается шельфовый ледник – на этом шельфовом леднике каждые 6-10 лет появляются огромные айсберги. Высвобождение огромного айсберга само по себе является нормальным процессом, не связанным с потеплением, но в будущем может произойти усиленное откалывание, если шельфовый ледник продолжит утончаться, что сделает его восприимчивым к изгибам плит и процессам гидроразрыва 21 . Этот порог еще предстоит преодолеть.
DC-8 НАСА пролетает над трещиной, образовавшейся на шельфовом леднике Пайн-Айленд, 26 октября 2011 года.
На шельфовом леднике происходит естественный процесс откола большого айсберга, которого не было с 2001 года. Авторы и права: Джефферсон Бек/НАСА
Текущее таяние, истончение и ускорение
Вызывает озабоченность текущее интенсивное таяние, истончение и ускорение ледников, наблюдаемое на шельфовом леднике Пайн-Айленд 22 . Измерения бесстрашного исследователя шельфового шельфа, принадлежащего Британской антарктической службе, помогают ученым понять подледные условия.
Автоподлодка — это дистанционно управляемое транспортное средство, оснащенное датчиками, измеряющими температуру, соленость, давление и т. д., и оно может отображать морское дно с помощью батиметрии, направленной вниз. Он может погружаться на глубину 1600 м и преодолевать 400 км, а также имеет умную систему предотвращения столкновений. Это опасное дело; несколько итераций Autosub были потеряны подо льдом.
Однако данные с вернувшихся автоподводных лодок указывают на то, что последние летние месяцы в заливе Пайн-Айленд была более теплая Циркумполярная глубокая вода 22 .
Производство талой воды под шельфовым ледником увеличилось на 50% с 1994 по 2011 год; это усиленное таяние является результатом более сильной циркуляции под шельфовым ледником. По мере того как шельфовый ледник истончается, под ним может циркулировать больше воды 22 , что усугубляет проблему и способствует дальнейшему таянию.
Теплые океанские воды растапливают полость под ледником Пайн-Айленд. After Schoof, 2010, Nature Geosci, 3, 450-451.
Шельфовый ледник Пайн-Айленд теперь имеет один из самых высоких темпов истончения шельфового ледника в Антарктиде 24,25 .
Изменение толщины шельфового ледника Антарктики. Обратите внимание на быстрое истончение шельфового ледника Пайн-Айленд в Западной Антарктиде. Из Pritchard et al., 2012, Nature. Перепечатано с разрешения Macmillan Publishers Ltd: Nature
(Pritchard et al. 2012), авторское право (2012).
Ледник Пайн-Айленд: долгосрочная перспектива
Важно, чтобы мы рассматривали текущие изменения, наблюдаемые на леднике Пайн-Айленд, в долгосрочной перспективе.
Являются ли эти продолжающиеся изменения беспрецедентными или они являются частью нормального поведения ледника? Керны морских отложений и батиметрические данные с судов могут отображать морское дно, а также обнаруживать и датировать прежнее поведение этого ледяного потока.
Эти данные позволяют предположить, что отступление этого ледяного потока в значительной степени контролировалось повышением уровня моря, при этом повышение уровня моря на 55 м во время дегляциации привело к отступлению линии наземной сети на 225 км 26 .
Во время последнего ледникового максимума, около 18 000 лет назад ледяной поток находился на краю континентального шельфа 27 . Он быстро сократился примерно на 16 400 лет назад, когда повышение уровня моря сделало этот ледяной поток более плавучим, что привело к отрыву, отделению от ложа ледяного покрова и отступлению.
Ледяной поток продолжал отступать с 16 400 до 12 300 лет назад, контролируемый глобальным повышением уровня моря.
Он достиг своего нынешнего положения около 10 000 лет назад 27 .
Отступление ледяного потока также контролировалось наличием или отсутствием шельфовых ледников. С 12 300 до 10 600 лет назад на всем протяжении залива моря Амундсена находился большой шельфовый ледник. Этот шельфовый ледник разрушился после того, как 10600 лет назад 28 , когда на континентальный шельф хлынули более теплые воды. После обрушения шельфового ледника линия заземления ледяного потока быстро отступила 26 .
Похоже, что ледник способен к очень быстрому отступлению в масштабе тысячелетий 27 , и что динамика между шельфовым ледником и ледяным потоком неразрывно связана. Для точной настройки и лучшего понимания долгосрочной истории ледника Пайн-Айленд требуется дополнительная работа с более высоким разрешением в сочетании с исследованиями по моделированию.
Выводы
Ледник Пайн-Айленд вызывает беспокойство, поскольку он быстро истончается, становится круче, ускоряется и отступает.
Это вне баланса. Огромное количество талой воды образуется в большой полости под шельфовым ледником. Периодически, примерно раз в 10 лет, откалывает крупные айсберги, но сами по себе они не вызывают беспокойства. Недавно отколовшийся айсберг может достигать 720 км 2 , но это наименьшая из забот этого ледяного потока. Этот ледяной поток вряд ли рухнет при нашей жизни, но этого нельзя сказать о будущих поколениях.
Ледник Пайн-Айленд является одним из крупнейших ледяных потоков в Антарктиде и истощает большую часть западно-антарктического ледяного щита. Поскольку он находится на все более глубокой морской воде, он уязвим для таяния основания и быстрой миграции линии заземления. Обрушение ледника Пайн-Айленд может произойти в течение 1000–2000 лет, что приведет к повышению уровня моря на 1,5 м, но вряд ли это приведет к повышению уровня моря более чем на 2,7 см в течение следующих 100 лет.
Более широкое чтение
- Морская нестабильность ледяного покрова
- Крушение льда
- ICE-OCEAN INCEAN
- ANTARCCTION LENINSUL подъем уровня
1.
Воан, Д.Г., Смит, А.М., Корр, Х.Ф.Дж., Дженкинс, А., Бентли, К.Р., Стенуэн, М.Д., Джейкобс, С.С., Келлог, Т.Б., Риньо, Э. и Лукчитта, Б.К. Обзор ледника Пайн-Айленд, Западная Антарктида: гипотезы нестабильности против. Наблюдения за изменениями. в Ледяной щит Западной Антарктики: поведение и окружающая среда 237-256 (Американский геофизический союз, 2001 г.).
2. Joughin, I., Smith, B.E. и Холланд, Д.М. Чувствительность уровня моря 21 века к истончению ледника Пайн-Айленд в Антарктиде, вызванному океаном. Письма о геофизических исследованиях 37 , L20502 (2010).
3. Риньо Э., Бамбер Дж. Л., ван ден Брук М. Р., Дэвис К., Ли Ю., ван де Берг В. Дж. и ван Мейгаард Э. Недавняя потеря массы антарктического льда по данным радиолокационной интерферометрии и региональных моделирование климата. Nature Geosci 1 , 106-110 (2008).
4. Риньо, Э., Мужино, Дж. и Шойхль, Б. Ледяной поток Антарктического ледяного щита.
Наука (2011).
5. Шеперд А., Уингем Д.Дж., Мэнсли Д.А.Д. и Корр, H.F.J. Внутреннее истончение ледника Пайн-Айленд, Западная Антарктида. Science 291 , 862-864 (2001).
6. Schoof, C. Динамика линии заземления ледяного щита: установившиеся состояния, стабильность и гистерезис. Журнал геофизических исследований-Поверхность Земли 112 (2007).
7. Mercer, J.H. Ледяной щит Западной Антарктики и CO 2 Парниковый эффект – угроза катастрофы. Природа 271 , 321-325 (1978).
8. Риньо, Э. Изменения шельфового ледника в заливе Пайн-Айленд, Антарктида, 1947–2000 гг. Журнал гляциологии 48 , 247-256 (2002).
9. Риньо, Э. Изменения в динамике льда и балансе массы Антарктического ледяного щита. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 364 , 1637-1655 (2006).
10. Скотт, Дж. Б. Т., Гудмундссон, Г. Х., Смит, А. М., Бингем, Р. Г., Причард, Х. Д. и Воан, Д.Г. Повышенная скорость ускорения на леднике Пайн-Айленд сильно связана с изменениями гравитационного воздействия. Криосфера 3 , 125-131 (2009).
11. Хьюз, Т. Простая целостная гипотеза саморазрушения ледяных щитов. Quaternary Science Reviews 30 , 1829-1845 (2011).
12. Vaughan, D.G. Обрушение западно-антарктического ледяного щита – падение и подъем парадигмы. Изменение климата 91 , 65-79 (2008).
13. Бамбер, Дж.Л., Рива, Р.Э.М., Вермеерсен, Б.Л.А. и Ле Брок, А.М. Переоценка потенциального повышения уровня моря в результате обрушения западно-антарктического ледяного щита. Наука 324 , 901-903 (2009).
14. Уингем, Д.Дж., Уоллис, Д.У. и Шеперд, А. Пространственная и временная эволюция истончения ледника Пайн-Айленд, 1995-2006. Письма о геофизических исследованиях 36 , L17501 (2009).
15. Гладстон, Р.М., Ли, В., Ружье, Дж., Пейн, А.Дж., Хеллмер, Х., Ле Брок, А., Шеперд, А., Эдвардс, Т.Л., Грегори, Дж. и Корнфорд, С.Л. Калиброванный прогноз отступления ледника Пайн-Айленд в 21-м и 22-м веках с помощью модели сопряженной линии потока. Письма о Земле и планетологии 333–334, 191–199 (2012).
16. Бамбер, Дж. Л., и Аспиналл, В. П. (2013). Экспертная оценка будущего повышения уровня моря от ледяных щитов. Природа Клим. Изменение 3, 424-427.
17. Скамбос, Т.А., Боландер, Дж.А., Шуман, К.А. и Скварца, П. Ускорение и истончение ледника после обрушения шельфового ледника в заливе Ларсен Б, Антарктида. Письма о геофизических исследованиях 31 , L18402 (2004).
18. Де Анджелис Х. и Скварка П. Нагон ледника после обрушения шельфового ледника. Наука 299 , 1560-1562 (2003).
19. Ротт Х., Рэк В., Скварка П. и Де Анджелис Х. Северный шельфовый ледник Ларсена, Антарктида: дальнейшее отступление после обрушения.
Анналы гляциологии 34 , 277-282 (2002).
20. Глассер, Н.Ф., Скамбос, Т.А., Боландер, Дж.А., Трюффер, М., Петтит, Э.К. и Дэвис, Б.Дж. Обрушение шельфового ледника принца Густава на Антарктическом полуострове в 1995 году. Журнал гляциологии 57 , 397-406 (2011).
21. Скамбос, Т., Фрикер, Х.А., Лю, К.-К., Боландер, Дж., Фастук, Дж., Сарджент, А., Массом, Р. и Ву, А.-М. Распад шельфового ледника в результате изгиба плиты и гидроразрыва: спутниковые наблюдения и результаты моделирования разрушения шельфового ледника Уилкинса в 2008 году. Earth and Planetary Science Letters 280 , 51-60 (2009).
22. Джейкобс С.С., Дженкинс А., Джуливи К.Ф. & Dutrieux, P. Более сильная циркуляция океана и усиление таяния под шельфовым ледником Пайн-Айленд. Nature Geoscience 4 , 519-523 (2011).
23. Дженкинс А., Дютрие П., Джейкобс С.С., Макфейл С.Д., Перретт Дж.Р., Уэбб А.Т.
и Уайт, Д. Наблюдения под ледником Пайн-Айленд в Западной Антарктиде и последствия его отступления. Nature Geoscience 3 , 468-472 (2010).
24. Риньо Э., Джейкобс С., Мужино Дж. и Шойхль Б. Таяние шельфового ледника вокруг Антарктиды. Наука (2013).
25. Притчард, Х.Д., Лигтенберг, С.Р.М., Фрикер, Х.А., Воан, Д.Г., ван ден Брук, М.Р. и Падман, Л. Потеря антарктического ледникового щита, вызванная базальным таянием шельфовых ледников. Природа 484 , 502-505 (2012).
26. Киршнер А.Э., Андерсон Дж.Б., Якобссон М., О’Реган М., Маевски В. и Ницше Ф.О. Дегляциация после LGM в заливе Пайн-Айленд, Западная Антарктида. Quaternary Science Reviews 38 , 11-26 (2012).
27. Лоу А.Л. и Андерсон Дж.Б. Реконструкция западно-антарктического ледяного щита в заливе Пайн-Айленд во время последнего ледникового максимума и его последующая история отступления. Quaternary Science Reviews 21 , 1879-1897 (2002).
28. Якобссон М., Андерсон Дж. Б., Ницше Ф. О., Даудесвелл Дж. А., Гилленкрейц Р., Киршнер Н., Мохаммед Р., О’Реган М., Элли Р. Б., Андандакришнан С. ., Эрикссон Б., Киршнер А., Фернандес Р., Столлдорф Т., Минзони Р. и Маевски В. Геологические записи разрушения шельфового ледника и отступления линии заземления, залив Пайн-Айленд, Западная Антарктида . Геология 39 , 691-694 (2011).
Перейти наверх или перейти к нестабильности морского ледяного щита.
Широкий вид на сокращающийся ледник: уединение на Пайн-Айленде
Рассказ Кэтрин Хансен. Разработка имиджа и дизайн Лорен Дофин.
9 апреля 2019 г.
Земная обсерватория НАСА. Анимация Лорен Дофин с использованием данных MODIS из NASA EOSDIS/LANCE и GIBS/Worldview.
Большинство людей никогда не увидят ледник Пайн-Айленд. Расположенный недалеко от основания Антарктического полуострова — «большого пальца» континента — ледник находится на расстоянии более 2600 километров (1600 миль) от оконечности Южной Америки.
Это короче, чем полет по пересеченной местности из Нью-Йорка в Лос-Анджелес, но на леднике нет ни взлетно-посадочных полос, ни инфраструктуры. Только горстка ученых когда-либо ступала на его лед.
Хотя этот выходной ледник — лишь один из многих по периметру Антарктиды, данные, собранные с земли, воздуха и из космоса, подтверждают, что остров Пайн заслуживает особого внимания. Наряду с соседним ледником Туэйтса, это один из основных путей поступления льда в море Амундсена с западно-антарктического ледяного щита и один из самых быстро отступающих ледников в Антарктиде. В совокупности регион содержит достаточно уязвимого льда, чтобы поднять глобальный уровень моря на 1,2 метра (4 фута).
Карта Земной обсерватории НАСА, составленная Лорен Дофин с использованием данных эталонной модели рельефа Антарктиды (REMA) из Полярного геопространственного центра Миннесотского университета.
Анимация в верхней части этой страницы показывает общий вид ледника Пайн-Айленд (PIG) и долгосрочное отступление его ледяного фронта. Изображения были получены спектрорадиометром визуализации среднего разрешения (MODIS) на спутнике НАСА Terra с 2000 по 2019 год. Обратите внимание, что бывают моменты, когда кажется, что фронт остается на том же месте или даже продвигается вперед, хотя в целом наблюдается тенденция к отступлению.
«Процесс «сжимания» такого крупного отводящего ледника, как Пайн-Айленд, имеет несколько интересных поворотов», — сказал Боб Биндшадлер, почетный гляциолог НАСА, приземлившийся на шельфовом леднике Пайн-Айленда в 2008 году.
Десятилетия исследований дали ученым лучшее представление о причудах поведения PIG. Например, данные, собранные во время научных полетов в 2009 году, позволили исследователям обнаружить глубоководный канал (карта ниже), который мог направлять теплую воду в нижнюю часть ледника и таять снизу.
Карта Земной обсерватории НАСА, составленная Джесси Алленом на основе модели Майкла Студингера из NASA IceBridge и гравитационных данных Колумбийского университета.
Биндшадлер объяснил, что сокращающийся выходной ледник обычно делает три вещи: истончается (в основном на морском краю), отступает и ускоряется. Ускорение растягивает ледник, вызывая его истончение и, вероятно, делая лед более склонным к трещинам (трещинам) «вверх по течению».
Трещины у обращенной к морю кромки приводят к тому, что лед откалывается в виде айсбергов, что является нормальной частью жизни ледников, простирающихся над водой. Если айсберги откалываются со скоростью, соответствующей ускорению ледника, фронт льда остается на том же месте.
Но в долгосрочной перспективе на Пайн-Айленде вы можете видеть, что ледяной фронт отступил вглубь суши, а это означает, что скорость отела увеличилась больше, чем ускорился ледник. «Это лежит в основе нашей обеспокоенности тем, что отступающие выводные ледники могут быстро «сжиматься», — сказал Биндшадлер.
На этой фотографии, сделанной журналистом НАСА Кейт Рамсейер во время исследовательского полета 7 ноября 2018 года, запечатлен морской лед между ледником Пайн-Айленд и только что отколовшимся айсбергом B-46.
По следам упадка
Раньше каждые четыре-шесть лет на леднике Пайн-Айленд происходили крупные отелы. В последнее время отел происходит почти ежегодно, и айсберги, как правило, легче распадаются на более мелкие части.
Большие трещины формируются выше по течению от ледяного фронта, чем когда-либо прежде, даже в середине шельфового ледника, где ученые никогда раньше не видели их роста. «Это свидетельствует о прогрессирующем обрушении шельфового ледника», — сказал Эрик Риньо, гляциолог из Лаборатории реактивного движения НАСА.
На следующих изображениях, полученных с помощью Terra MODIS и Operational Land Imager (OLI) со спутника Landsat 8, показаны наиболее заметные события отела ледника Пайн-Айленд за последние два десятилетия.
2001: B-21
загрузить большое изображение
Изображение Земной обсерватории НАСА, сделанное Лорен Дофин с использованием данных MODIS из НАСА EOSDIS/LANCE и GIBS/Worldview.
Трещина в леднике впервые стала видна 10 сентября 2000 года на снимках с нового спутника НАСА «Терра», но трещина, вероятно, началась в темноте южной зимы. Трещина продолжала распространяться по леднику, пока он окончательно не откололся 9 ноября., 2001. (Возможно, что отел произошел за день до этого, но облака мешали ясному взгляду.) Размеры бегемота составляли 42 километра в длину и 17 километров в ширину, площадь 714 квадратных километров. На изображении выше показан айсберг 11 ноября 2001 года.
Определение точной даты рождения айсбергов с использованием изображений в естественных цветах может оказаться непростой задачей. Зимой полюса окутывает тьма, а в месяцы, когда много солнечного света, тучи могут заслонить вид. Ученые часто используют радиолокационные и тепловизионные изображения, чтобы получить лучшее изображение в этих менее оптимальных условиях.
2007: B-27
загрузить большое изображение
Изображение Земной обсерватории НАСА, сделанное Лорен Дофин с использованием данных MODIS из НАСА EOSDIS/LANCE и GIBS/Worldview.
На изображении MODIS со спутника Aqua впервые был показан Iceberg B-27 28 сентября 2007 года. Но опять же, отел мог произойти за несколько дней до этого под облачным покровом. На изображении выше показан четкий вид от 15 октября 2007 года.
Вы, наверное, заметили, что в названии каждого айсберга есть буква «В». Национальный ледовый центр США присваивает имена крупным айсбергам в зависимости от квадранта Антарктиды, в котором айсберг был впервые обнаружен. В случае айсбергов с ледника Пайн-Айленд и других, которые берут начало в морях Амундсена и Восточного Росса, названия начинаются с буквы «В».
2013: B-31
загрузить большое изображение
Изображение Земной обсерватории НАСА, сделанное Холли Рибик, с использованием данных Landsat из Геологической службы США.
Где-то между 9 и 11 ноября 2013 года большой айсберг отделился от передней части ледника Пайн-Айленд. Landsat 8 сделал этот снимок 13 ноября 2013 года. Размер айсберга, названного B-31, составляет 700 квадратных километров.
До этого момента большие айсберги откалывались от ледника Пайн-Айленд каждые четыре-шесть лет. Это должно было измениться.
2015: Аномальные трещины
загрузить большое изображение
Снимок Земной обсерватории НАСА, сделанный Лорен Дофин с использованием данных Landsat из Геологической службы США.
Исследователи сообщили об аномальных разломах, образовавшихся между 2013 и 2015 годами на леднике Пайн-Айленд. В отличие от предыдущих трещин, эти возникли из центра ледника и распространились наружу к окраинам. Рисунок показал напряжения в центре шельфового ледника. Трещины, подобные той, что видна на этом снимке от 8 марта 2015 года, были предвестниками дальнейшего отступления ледяного фронта.
2015: B-35 и B-41
загрузить большое изображение
Изображение Земной обсерватории НАСА, сделанное Лорен Дофин с использованием данных Landsat Геологической службы США.
В августе 2015 года Национальный ледовый центр США сообщил, что отел произошел в темноте зимы, вероятно, в конце июля. В результате этого события образовалось несколько крупных айсбергов, в том числе B-41, который все еще находился недалеко от шельфа, когда это изображение было получено 26 ноября 2015 г. B-35 дрейфовал дальше от ледового фронта.
Откалывание айсбергов во время южной зимы неудивительно. Хотя в это время года морского льда, как правило, больше, он не может противостоять огромным напряжениям внутри массивного шельфового ледника.
2017: B-44
загрузить большое изображение
Снимок NASA Earth Observatory, сделанный Джошуа Стивенсом с использованием данных Landsat Геологической службы США.
28 сентября 2017 года OLI на Landsat 8 получил этот снимок недавно отколовшегося айсберга B-44. Берг имел площадь 185 квадратных километров. К 15 октября площадь обломков уже упала ниже 70 квадратных километров (20 квадратных морских миль) — минимального размера, необходимого для отслеживания Национальным ледовым центром США.
Примерно в это же время ледник Пайн-Айленд стал чаще сбрасывать более мелкие айсберги. Ученые считают, что изменение частоты отела, вероятно, связано с истончением шельфового ледника. Утончение может дестабилизировать шельф, потому что лед теряет контакт с точками на дне океана, которые сильно влияют на его посадку на мель или устойчивость.