Глубоко под поверхностью ледяного щита Гренландии ученые обнаружили огромные закручивающиеся структуры, напоминающие поднимающиеся шлейфы. Эти странные образования более десяти лет ставили исследователей в тупик. Теперь ученые из Университета Бергена (UiB) считают, что наконец-то нашли объяснение, используя математические модели, аналогичные тем, которые применяются для изучения медленного расхождения континентов Земли.
Новое исследование предполагает, что загадочные шлейфы образуются в результате термической конвекции. Этот процесс включает медленное циркуляционное движение внутри льда, вызванное разницей температур между более глубокими и более мелкими слоями. Термическая конвекция обычно связывается с чрезвычайно горячим веществом, движущимся внутри мантии Земли, а не со льдом.
«Обычно мы представляем лед как твердый материал, поэтому открытие того, что в некоторых частях ледяного щита Гренландии происходит тепловая конвекция, напоминающая кипящий котел с макаронами, настолько же удивительно, насколько и захватывающе», — говорит Андреас Борн, профессор Центра климатических исследований им. Бьеркнеса и кафедры наук о Земле в Университете Бирмингема.
Борн изучала ледяные щиты Северного полушария более 15 лет и является соавтором нового исследования.
«Уродливое явление природы» под километрами льда
Идея о возможности конвекции внутри ледяного покрова может на первый взгляд показаться нелогичной. Однако физические принципы этого явления становятся понятными, если учесть свойства льда.
«Обнаружение возможности тепловой конвекции внутри ледяного покрова несколько противоречит нашей интуиции и ожиданиям. Однако лед как минимум в миллион раз мягче земной мантии, так что законы физики просто сходятся. Это как захватывающее чудо природы», — говорит гляциолог и ведущий автор исследования Роберт Лоу.
Результаты исследования приняты к публикации в журнале The Cryosphere, где редакторы выбрали их в качестве «ключевой статьи» из-за их научной значимости.
По словам Борна, полученные результаты могут помочь ученым уточнить прогнозы относительно будущего поведения ледяного щита Гренландии.
«Наше открытие может стать ключом к снижению неопределенности в моделях будущего баланса массы ледяных щитов и повышения уровня моря», — говорит он.
Более мягкий глубокий лед не означает автоматически более быстрое таяние.
Исследование предполагает, что лед в глубине северной Гренландии может быть примерно в десять раз мягче, чем считали ученые ранее. Тем не менее, это не означает автоматически, что ледяной покров будет таять быстрее.
«Улучшение нашего понимания физики льда — это действительно важный шаг к большей уверенности в будущем, — говорит Лоу, — но само по себе более мягкий лед не обязательно означает, что он будет таять быстрее или что повышение уровня моря будет больше. Нам необходимы дальнейшие исследования, чтобы полностью это определить».
Гренландия часто фигурирует в мировых заголовках из-за таких тем, как добыча полезных ископаемых, геополитика и изменение климата. Лоу подчеркивает, что новые данные не предсказывают катастрофических изменений в Гренландии или где-либо еще. Вместо этого они показывают, насколько сложен и динамичен ледяной покров на самом деле.
«Гренландия и её природа поистине уникальны. Ледяной покров там насчитывает более тысячи лет, и это единственный ледяной покров на Земле, на окраинах которого сохранились культура и постоянное население», — говорит он. «Чем больше мы узнаем о скрытых процессах внутри льда, тем лучше мы будем подготовлены к изменениям, происходящим на побережьях по всему миру».
Об исследовании
Исследование было проведено учеными из Университета Бергена (кафедра наук о Земле и Центр климатических исследований им. Бьеркнеса) в сотрудничестве с Центром космических полетов имени Годдарда НАСА, Оксфордским университетом и Цюрихским техническим институтом.
Исследовательская группа изучила, можно ли объяснить обнаруженные в глубине ледяного щита Гренландии шлейфообразные структуры тепловой конвекцией и что это может рассказать о мягкости и подвижности льда.
Их анализ показывает, что эти шлейфообразные образования, вероятно, создаются за счет термической конвекции — медленного перемешивающего движения внутри льда, вызванного разницей температур. Результаты также свидетельствуют о том, что глубокий лед в северной Гренландии может быть примерно в десять раз мягче, чем предполагали ученые ранее.
Поскольку более мягкий лед влияет на движение ледяного покрова, полученные результаты могут помочь исследователям улучшить прогнозы будущего повышения уровня моря.
Источник: www.sciencedaily.com
