Ледяное пиратство в Антарктиде: как один ледник забирает лёд у другого

Ледяное пиратство — необычное явление, при котором поток льда постепенно меняет направление и начинает поступать из одного ледника в соседний. Такое перераспределение происходит без резкого столкновения и не выглядит как разрушительное поглощение. Лёд медленно движется под действием силы тяжести, а изменение толщины и уклона поверхности заставляет часть потока отклоняться в другую сторону.
Именно такой процесс учёные обнаружили в Западной Антарктиде. Восточная часть ледника Колер ускорилась и начала получать лёд, который прежде двигался через западную часть того же ледникового комплекса.
В популярных публикациях явление быстро получило название «ледник-вампир». Оно привлекает внимание, но создаёт неправильное впечатление. Ледник не охотится на своего соседа и не высасывает из него лёд. Исследователи говорят о перенаправлении естественного ледяного потока — процессе, который можно сравнить с изменением русла медленно текущей реки.

Где обнаружили ледяное пиратство

Исследование проводилось в районе ледников Поуп, Смит и Колер в Западной Антарктиде. Эти ледники питают шельфовые ледники Дотсон и Кроссон, расположенные у моря Амундсена.

Изучаемый район представляет особый интерес для климатологов и гляциологов. Здесь ледяной покров быстро меняется, а линия налегания — граница, на которой лежащий на суше лёд начинает плавать на воде, — в некоторых местах отступает.

Учёные исследовали восемь ледяных потоков. Для этого использовались спутниковые наблюдения, охватывающие период с 2005 по 2022 год. Анализ показал сложную картину: семь потоков ускорились у линии налегания, а западная часть ледника Колер, напротив, замедлилась примерно на 10 процентов.

Одновременно соседний восточный поток Колера двигался всё быстрее и сильнее истончался. Наблюдения показали, что линии движения льда начали отклоняться от западного потока к восточному. Именно это перенаправление исследователи назвали ледяным пиратством.

Почему лёд вообще движется

Ледник может казаться неподвижной горой, но на самом деле он постоянно перемещается. Снег накапливается, уплотняется и превращается в лёд. Под тяжестью верхних слоёв ледяная масса начинает медленно растекаться.

Скорость движения зависит от нескольких факторов:

• толщины ледяного покрова;
• уклона поверхности;
• температуры льда;
• особенностей рельефа под ледником;
• трения между льдом и основанием;
• наличия воды под ледяной массой;
• состояния ледника у выхода к океану.

Центральные участки ледникового щита могут двигаться медленно, тогда как отдельные ледяные потоки преодолевают сотни метров за год. Эти потоки напоминают реки, только вместо жидкой воды по ним перемещается твёрдый, но способный постепенно деформироваться лёд.

Границы таких потоков не всегда остаются на одном месте. Если один участок быстрее истончается, меняется наклон ледяной поверхности. Вместе с ним может измениться и направление движения.

Как ледник забирает лёд у соседа

В исследованном районе восточный поток ледника Колер двигался и истончался быстрее западного. Из-за неравномерного уменьшения толщины изменился уклон поверхности.

Лёд движется в сторону понижения, поэтому часть потока, ранее принадлежавшего западному леднику Колер, начала отклоняться к восточному. Граница между областями, питающими шельфовые ледники Дотсон и Кроссон, постепенно сместилась.

Это и есть основной механизм ледяного пиратства. Один поток не отрывает куски от соседнего ледника. Он создаёт условия, при которых лёд начинает двигаться по новому пути.

Представить процесс можно на примере двух соседних речных бассейнов. Если русло одной реки становится глубже и имеет больший уклон, оно способно постепенно перехватить часть воды, которая раньше стекала в другую реку. В географии подобное явление называют речным перехватом. С ледниками происходит нечто похожее, только изменения затрагивают огромные массы медленно движущегося льда.

Ледяное пиратство оказалось неожиданно быстрым

Сам факт перераспределения ледяных потоков не противоречит законам физики. Неожиданной оказалась скорость, с которой учёным удалось непосредственно наблюдать этот процесс.

Ранее считалось, что заметное перехватывание ледяного потока происходит на протяжении сотен или тысяч лет. Но спутниковые данные позволили проследить существенные изменения менее чем за 18 лет.

Исследователи зафиксировали не только изменение направления движения. В целом семь из восьми изученных потоков ускорились у линии налегания. В среднем их скорость увеличилась примерно на 51 процент. Самое значительное ускорение — около 87 процентов — наблюдалось у западной части ледника Смит.

Шесть исследованных потоков двигались со средней скоростью более 700 метров в год. Для человека это кажется медленным, но для огромной массы антарктического льда такое перемещение считается быстрым.

Как спутники измеряют движение ледника

Направление и скорость ледяных потоков невозможно определить по одной обычной фотографии. Для этого нужны повторные наблюдения одной и той же территории.

Учёные использовали радиолокационные изображения, полученные спутниками. Радиолокатор способен наблюдать поверхность даже при облачности и во время полярной ночи, когда обычным оптическим камерам не хватает света.

На последовательных снимках специалисты отслеживали положение узнаваемых деталей:

• трещин;
• разломов;
• неровностей поверхности;
• границ ледяных потоков.

Если трещина на следующем изображении оказывается в другом месте, по расстоянию и времени между снимками можно вычислить скорость движения льда.

Дополнительно использовались данные спутника CryoSat Европейского космического агентства. Они помогли оценить изменение высоты и толщины ледяного покрова. Сочетание нескольких видов наблюдений позволило увидеть не только ускорение, но и постепенный поворот потока.

Что такое линия налегания

Чтобы понять значение открытия, необходимо различать наземный ледник и шельфовый лёд.

Пока ледник лежит на каменном основании, его масса поддерживается сушей. Ближе к побережью основание опускается ниже уровня моря. В определённой точке лёд отделяется от дна и начинает плавать. Граница между лежащей и плавающей частью называется линией налегания.

Плавающее продолжение ледника образует шельфовый ледник. Сам по себе он уже вытесняет воду, поэтому его таяние почти напрямую не повышает уровень океана. Однако шельф действует как естественная опора, замедляющая движение льда с суши.

Если шельфовый ледник истончается или разрушается, сопротивление уменьшается. Тогда наземный лёд может быстрее направляться к океану. Именно потеря льда, ранее находившегося на суше, способствует повышению уровня моря.

Положение линии налегания помогает оценивать устойчивость ледниковой системы. Её отступление вглубь континента может сопровождаться ускорением движения льда.

Почему меняются ледники Западной Антарктиды

На движение льда влияет целый комплекс процессов. В исследованном районе важную роль играет океан. Относительно тёплая вода может проникать под плавающие ледяные шельфы и растапливать их снизу.

Когда лёд становится тоньше, меняется его способность удерживать наземные потоки. Ускорение одного ледника влияет на толщину и наклон соседних участков. Так начинается цепочка взаимосвязанных изменений.

Нельзя объяснять каждый отдельный процесс только повышением температуры воздуха. В Западной Антарктиде большое значение имеют температура океанской воды, циркуляция течений, форма морского дна, количество выпадающего снега и строение основания под ледником.

Ледяное пиратство стало одним из элементов этой сложной системы. Оно показывает, что соседние ледники нельзя всегда рассматривать независимо друг от друга.

Повышает ли ледяное пиратство уровень моря

Утверждение, что один «ворующий» ледник обязательно ускоряет глобальное повышение уровня океана, было бы слишком категоричным.

При ледяном пиратстве значительная часть массы не исчезает мгновенно, а перераспределяется между соседними потоками. Однако меняется количество льда, поступающего в разные шельфовые ледники. Это способно повлиять на их толщину, устойчивость и способность сдерживать наземный лёд.

В рассматриваемом случае изменение направления потока перераспределило поступление льда между шельфами Дотсон и Кроссон. Исследователи предполагают, что новый поток может помогать поддерживать Дотсон и одновременно способствовать ухудшению состояния Кроссона.

Чтобы точно определить влияние на уровень моря, необходимо учитывать весь ледниковый бассейн. Если один поток ускорился, а другой замедлился, недостаточно измерить только один участок. Нужно знать общий объём льда, покидающего сушу и поступающего в океан.

Поэтому открытие важно прежде всего для совершенствования моделей. Чем точнее модели описывают взаимодействие соседних ледников, тем надёжнее будут прогнозы изменения уровня моря.

Почему название «ледник-вампир» неточно

Сенсационное название создаёт сразу несколько заблуждений.

Во-первых, речь идёт не об отдельном новом леднике, обнаруженном в Антарктиде. Учёные изучали давно известные ледниковые потоки Колера, Смита и Поупа.

Во-вторых, лёд не уничтожается и не поглощается как пища. Меняется путь, по которому он движется.

В-третьих, процесс не происходит мгновенно. Даже ускоренные изменения развивались на протяжении многих лет.

Более точное выражение — «ледяное пиратство». Но и оно является образной метафорой, придуманной для понятного описания перераспределения потока. В научной статье используются нейтральные понятия: ускорение, замедление и изменение направления движения льда.

Почему открытие действительно важно

Значение исследования заключается не в необычном прозвище ледника. Учёные впервые смогли непосредственно проследить быстрое перераспределение льда между соседними потоками Антарктиды.

Наблюдения показали, что границы ледниковых бассейнов способны заметно изменяться за сравнительно короткое время. Это означает, что расчёты, основанные на неподвижных границах, могут упускать важную часть происходящих процессов.

Для дальнейших исследований необходимо продолжать спутниковые наблюдения, измерять толщину льда и изучать океанскую воду под шельфами. Только длительный ряд данных позволит понять, сохранится ли перенаправление потока и как оно скажется на ледниках Дотсон и Кроссон.

Антарктический ледяной щит — не неподвижная белая равнина, а динамическая система. Лёд в ней постоянно перемещается, меняет скорость и реагирует на процессы в океане. Обнаруженное ледяное пиратство стало наглядным примером того, как изменение одного потока может перестроить движение соседних ледников.