Анализ расширения трещин в леднике Туэйтс за последние 20 лет позволяет предположить, что полное обрушение может быть лишь вопросом времени. 
Фотография: Джузеппе Суариа/Getty Images Сохранить эту историю Сохранить эту историю
Известный как «ледник Судного дня», ледник Туэйтса в Антарктиде является одним из самых быстро меняющихся ледников на Земле, и его будущая эволюция — одна из самых больших загадок, когда речь идет о прогнозировании глобального повышения уровня моря.
Восточный шельфовый ледник Туэйтса поддерживается с северной стороны хребтом океанического дна. Однако за последние два десятилетия трещины в верхних слоях ледника быстро увеличились, ослабив его структурную устойчивость. Новое исследование, проведенное Международным сотрудничеством по изучению ледника Туэйтса (ITGC), представляет собой подробное описание этого постепенного процесса разрушения.
Исследователи из Центра наблюдения за Землей и науки при Университете Манитобы (Канада) проанализировали данные наблюдений за период с 2002 по 2022 год, чтобы отследить образование и распространение трещин в зоне сдвига шельфового ледника. Они обнаружили, что по мере роста трещин связь между шельфовым ледником и срединно-океаническим хребтом ослабевала, ускоряя движение льда вверх по течению.
Видеоролик, снятый в ускоренном режиме, за период около 10 лет, показывающий ледник Туэйтса в Антарктиде.
Видео: Университет Манитобы.Трещина в шельфовом леднике расширяется в два этапа.
Исследование показало, что ослабление шельфового ледника происходило в четыре различных этапа, при этом рост трещин происходил в два этапа. На первом этапе вдоль ледового потока появились длинные трещины, постепенно распространяющиеся на восток. Некоторые из них превышали 8 км в длину и охватывали весь шельф. На втором этапе возникло множество коротких поперечных трещин длиной менее 2 км, что вдвое увеличило общую длину трещин.
Анализ спутниковых снимков показал, что общая длина трещин увеличилась с примерно 165 км в 2002 году до приблизительно 336 км в 2021 году. При этом средняя длина каждой трещины уменьшилась с 3,2 км до 1,5 км, при этом заметно увеличилась длина мелких трещин. Эти изменения отражают значительный сдвиг в напряженном состоянии шельфового ледника, то есть во взаимодействии сил внутри его структуры.
В период с 2002 по 2006 год шельфовый ледник ускорялся под действием быстро движущихся течений, создавая сжимающее напряжение в точке крепления, что первоначально стабилизировало шельф. После 2007 года зона сдвига между шельфом и западным ледяным языком обрушилась. Напряжение сконцентрировалось вокруг точки крепления, что привело к образованию больших трещин.
С 2017 года эти трещины полностью проникли в ледяной шельф, разорвав связь с анкерной стоянкой. По мнению исследователей, это ускорило движение льда вверх по течению и превратило анкерную стоянку в фактор, препятствующий стабилизации.
Схлопывание петли обратной связи
Одним из наиболее значимых результатов исследования является существование обратной связи: трещины ускоряют движение льда, а это, в свою очередь, приводит к образованию новых трещин. Этот процесс был четко зафиксирован GPS-устройствами, которые команда разместила на шельфовом леднике в период с 2020 по 2022 год.
Зимой 2020 года особенно отчетливо наблюдалось распространение структурных изменений в зоне сдвига вверх. Эти изменения продвигались со скоростью приблизительно 55 километров в год в пределах шельфового ледника, что демонстрирует прямое влияние обрушения структур в зоне сдвига на движение льда вверх по течению.
Анализ временных рядов скорости сдвиговой деформации, основанный на спутниковых данных, также показал резкое увеличение в течение той же зимы. Параллельно значительно увеличилась общая длина трещин и площадь внутреннего перемешивания, что подтверждает тесную взаимосвязь между ослаблением структуры и динамическим ускорением льда.
Состояние натяжения в центре шельфового ледника также значительно изменилось. В период с 2002 по 2006 год лед находился в состоянии сильного натяжения, растягиваясь в направлении течения. Впоследствии он перешел в состояние сжимающего натяжения, а с 2020 года вернулся в состояние сильного натяжения. Между тем, область непосредственно выше точки крепления в последние годы перешла из первоначального состояния сжатия в состояние растяжения, что подтверждает предположение о том, что шельф утратил связь с точкой крепления.
Накопление структурных повреждений в шельфовом леднике приводит к всё большей концентрации напряжений, ускоряя поток льда вверх по течению и усиливая петлю обратной связи, которая может спровоцировать полное обрушение шельфа.
Предупреждающий знак для других шельфовых ледников
Исследователи предупреждают, что наблюдаемые в этом исследовании закономерности разрушения могут быть применимы и к другим шельфовым ледникам, подвергающимся аналогичным процессам ослабления. Историческим примером является шельфовый ледник Вади в западной части Антарктического полуострова, где в 1970-х годах ледяной выступ первоначально стабилизировал ледник, но позже стал отправной точкой для трещин, которые привели к его разрушению.
Поскольку ледник Туэйтс расположен на склоне с обратным уклоном, где дно океана наклонено вглубь суши, после начала отступления он, вероятно, будет двигаться к необратимому обрушению. Общая масса ледника достаточна для повышения уровня моря примерно на 65 сантиметров, а предыдущие численные модели показывают, что базисная линия ледяного щита и шельфа будет отступать со скоростью почти 1 километр в год в течение следующих 40 лет.
Эти результаты помогают нам понять будущее других шельфовых ледников в Антарктиде и предоставляют ключевые данные для проверки численных моделей обрушения. На данный момент все указывает на то, что ослабление шельфового ледника Туэйтса будет продолжать ускоряться.
Источник: www.wired.com
