Підводний робот знаходить нову схему циркуляції в антарктичному шельфовому льодовику

Тріщини відіграють важливу роль у циркуляції морської води під шельфовими льодами Антарктики, а не просто тріщини в льоду, потенційно впливаючи на їхню стабільність, виявили дослідження під керівництвом Корнельського університету, засновані на першому у своєму роді дослідженні підводним роботом.

Піднявшись за допомогою дистанційно керованого робота Icefin вгору і вниз по ущелині біля підніжжя шельфового льодовика Росс, були проведені перші тривимірні вимірювання умов океану поблизу того місця, де він зустрічається з береговою лінією критичної точки, відомої як зона заземлення.

Роботизоване дослідження виявило нову схему циркуляції — струмені, що направляють воду вбік через тріщину — на додаток до течій, що підійматися і опускаються, а також різноманітні крижані утворення, сформовані в результаті зміни потоків і температур. Ці деталі покращать моделювання швидкості танення та замерзання шельфового льодовика в зонах заземлення, де існує мало прямих спостережень, а також їх потенційний внесок у глобальне підвищення рівня моря.

«Тріщини переміщують воду вздовж берегової лінії шельфового льодовика в розмірах, які раніше були невідомі і не передбачали моделі», — сказав Пітер Уошем, полярний океанограф і вчений-дослідник із Корнельського університету. «Океан використовує ці можливості, і з їх допомогою можна вентилювати порожнину шельфового льодовика».

Уошем — провідний автор книги «Прямі спостереження за таненням, замерзанням та циркуляцією океану в базальній тріщині шельфового льодовика», опублікованій у журналі Science Advances.

Наприкінці 2019 року вчені запустили апарат Icefin довжиною приблизно 12 футів і діаметром менше ніж 10 дюймів на тросі у свердловину завдовжки 1900 футів, пробурену з гарячою водою, неподалік місця, де найбільший шельфовий льодовик Антарктиди зустрічається з крижаним потік. Такі звані зони заземлення є ключем до контролю балансу крижаних щитів і є місцями, де зміна умов океану може мати найбільший вплив.

Під час останнього із трьох занурень команди Метью Мейстер, старший інженер-дослідник, загнав Icefin в одну з п’яти тріщин, виявлених біля свердловини. Оснащений двигунами, камерами, гідролокатором і датчиками для вимірювання температури, тиску та солоності води, апарат піднявся майже на 150 футів вгору одним схилом і спустився по іншому.

Дослідження деталізувало зміну структури льоду в міру звуження тріщини: зубчасті заглиблення поступалися місцем вертикальним струмкам, потім морському льоду зеленого відтінку і сталактитам. Танення в основі тріщини і відторгнення солі від замерзання поблизу її вершини переміщали воду вгору і вниз навколо горизонтального струменя, викликаючи нерівномірне танення та замерзання з двох сторін, з більш інтенсивним таненням вздовж нижньої стінки, розташованої нижче за течією.

«Кожна особливість показує різний тип циркуляції або зв’язок температури океану із замерзанням», — сказав Уошем. «Було дивно бачити так багато різних особливостей усередині тріщини, так багато змін у кровообігу».

Дослідники заявили, що отримані результати підкреслюють потенціал тріщин у перенесенні умов океану, що змінюються, — тепліших або холодніших — через найбільш вразливий регіон шельфового льодовика.

«Якщо вода нагрівається або остигає, вона може досить енергійно переміщатися в задній частині льодовика, і тріщини є одним із способів, за допомогою яких це відбувається», — сказав Уошем. «Коли справа доходить до прогнозування підвищення рівня моря, це важливо враховувати у моделях».