Скорость таяния материковых ледников планеты зависит от рельефа морского дна под ними.
Под шельфовыми ледниками Борхгревинка и короля Бодуэна в Восточной Антарктиде могут скрываться ответы на вопрос, насколько точно — или ошибочно — мы предсказываем будущее таяние льда и все связанные с ним опасности.
Таяние ледяного покрова Антарктиды является признанным побочным эффектом глобального потепления и серьезной угрозой для стабильности климата планеты. Поднимающийся уровень моря может нанести будущим поколениям неисчислимые бедствия.
Менее изучена роль плавучих шельфовых ледников, которые охраняют кромку океана, стабилизируя отток ледяных щитов от континента. Насколько эффективно они выполняют эту функцию, зависит от многих факторов, в частности, от баланса между приростом льда за счет снегопадов и потерей его в результате таяния у основания ледников на шельфах.
Эти процессы взаимодействуют между собой сложным образом. Например, таяние основания ледника в значительной степени зависит от притока теплой океанской воды в полость между шельфовым ледником и морским дном. Что, в свою очередь, зависит от рельефа морского дна.
К сожалению, хотя для точного прогнозирования скорости таяния решающее значение имеет знание батиметрии под шельфовыми ледниками, данных часто очень мало, в основном из-за логистических трудностей по их сбору.
В данной статье подробно описано, как независимая группа исследователей в области геологии и океанографии приступила к поиску лучшего и экономически эффективного способа получать более надежные оценки батиметрии под основанием ледников, используя инверсию данных воздушной гравиразведки и продукт Oasis montaj для создания трехмерных моделей батиметрических данных. (Данные гравиметрической съемки отражают распределение массы под поверхностью, связанное с различиями по плотности между ледовыми телами, водой и коренной породой, и поэтому могут использоваться для моделирования форм границы раздела этих сред.)
В состав рабочего процесса входят:
- Фильтрация гравиметрических данных с целью создания сети гравитационных аномалий, изменчивость средней длины волны которой напоминает изменчивость средней длины волны батиметрических профилей, выведенной из существующих данных о глубинах.
- Исправление ошибок оценки и аномалий, которые проникают в данные из сведений о конфигурации других аномалиеобразующих тел, таких как континентальная кора и более плотные мантийные породы.
- Создание батиметрических моделей с разрезами, показывающими впадины на морском дне, для прогнозирования их возможного влияния на таяние основания ледников.
Прочитайте эту научную статью, чтобы изучить полный набор схем и графиков, ознакомиться с выводами группы исследователей, с их ключевым открытием — что объемы полостей под шельфовыми ледниками Борхгревинка и короля Бодуэна были недооценены предыдущими исследованиями примерно на 100 % — и с потенциальной значимостью этих данных для отступления шельфовых льдов в регионе.
Отрывок из исследования:
«Гравиметрические данные получены с помощью гравиметра LaCoste & Romberg для воздушной или морской разведки в модификации ZLS UltraSys (серийный номер 56), устанавливаемого на стабилизированной карданным подвесом платформе вблизи центров тяжести летательных аппаратов, с частотой измерений 1 Гц. Навигационные данные, необходимые для определения гравитационных аномалий на основе сведений об ускорении силы тяжести, зарегистрированных гравиметром, обрабатывались с использованием высокоточного позиционирования. Задействованный нами радар для изучения подледных объектов работает с сигналом частотой 150 МГц, генерируемым синтезатором с длительностью импульсов 60 или 600 нс; в нем используются две короткие антенны обратного излучения, устанавливаемые по одной под каждым крылом летательного аппарата.»
Рисунок 6 (слева) Батиметрическая модель с разрезами. На обзорном изображении показаны четыре двумерных профиля (AA, BB, CC и DD), отображающие разрезы батиметрической модели с разрешающей способностью 5 км. Эти двумерные разрезы имеют одинаковый масштаб и преувеличение вертикального масштаба над горизонтальным 20:1. Рельеф коренных пород согласно данным недавно вышедшего сборника топографических карт, составленного под руководством Мэтью Морлингема (Mathieu Morlighem) в рамках проекта BedMachine Antartica (2020 г.), обозначен желтыми пунктирными линиями. Профили AA и BB отображают самый мелководный участок входного канала, ведущего из открытого океана к шельфовому леднику короля Бодуэна. В целях ориентации этот участок и еще одна точка отмечены красным цветом на обзорном изображении и на двумерных разрезах. Профиль BB также отображает рельеф дна впадины и плато вблизи линии налегания. На разрезе CC показано, что центральная часть ледника короля Бодуэна, нависающая над континентальным шельфом, выступает в океан примерно на 50 км и пересекает батиметрическое поднятие. На разрезе DD показаны два отчетливо наблюдаемых канала, соседствующих с этим батиметрическим поднятием.
Иллюстрация:
