Підводні каньйони – це гігантські долини, вирубані в океанічному дні, і вони відіграють велику роль у функціонуванні океану. Нове дослідження нарешті проливає світло на деякі з найменш досліджених – ті, що приховані під крижаними краями Землі. Вчені створили найдетальніший на сьогодні каталог підводних каньйонів в Антарктиді, визначивши 332 мережі каньйонів, деякі з яких занурюються глибше за 4000 метрів (2,48 милі).
Роботу провели дослідники з Університету Барселони та Університетського коледжу Корка. Дослідження показує, як ці глибокі каньйони можуть впливати на циркуляцію океану, танення шельфових льодовиків та рівень моря на світовому рівні. Воно також розкриває, наскільки насправді відрізняються Східна та Західна Антарктида під поверхнею.
Каньйони формують океанічні екосистеми
Підводні каньйони — це не просто геологічні цікавості. Вони транспортують осади та поживні речовини з узбережжя в глибші води, з’єднують мілководні та глибокі шари океану та є місцем існування екосистем, що кишать життям. У світі відомо приблизно 10 000 каньйонів, але лише близько 27 відсотків морського дна нанесено на карту з високою роздільною здатністю. Це залишає багато місця для несподіванок.
Девід Амблас з Об’єднаної дослідницької групи з морських геологічних наук факультету наук про Землю Барселонського університету є провідним автором дослідження.
«Як і каньйони в Арктиці, підводні каньйони Антарктики нагадують каньйони в інших частинах світу», – сказав він. «Але вони, як правило, більші та глибші через тривалу дію полярного льоду та величезні обсяги осадових порід, що переносяться льодовиками на континентальний шельф».
Зазираючи під антарктичний лід
У дослідженні використовувалася версія 2 Міжнародної батиметричної карти Південного океану (IBCSO v2) – найдетальніша на сьогодні карта морського дна Антарктиди. Поєднавши нові батиметричні дані високої роздільної здатності з напівавтоматизованим методом аналізу, дослідники змогли класифікувати 15 характеристик каньйонів по всьому континенту.
«Деякі з підводних каньйонів, які ми проаналізували, сягають глибини понад 4000 метрів (2,48 милі), — сказав Амблас. — Найвидовищніші з них знаходяться у Східній Антарктиді, яка характеризується складними, розгалуженими системами каньйонів».
«Ці системи часто починаються з кількох каньйонів поблизу краю континентального шельфу та сходяться в єдиний головний канал, який спускається в глибокий океан, перетинаючи різкі, круті градієнти континентального схилу».
Два антарктичні світи внизу
Одним з ключових висновків дослідження було те, наскільки відрізняються каньйони між Східною та Західною Антарктидою.
«Було особливо цікаво побачити відмінності між каньйонами у двох основних антарктичних регіонах, оскільки раніше це не було описано», – сказав Ріккардо Арозіо з Дослідницької групи морських геологічних наук Університетського коледжу Корка.
Східно-антарктичні каньйони формувалися повільно під льодовиками, сформовані ерозією та відкладеннями, тоді як західно-антарктичні каньйони крутіші та мають більш V-подібну форму. За словами Амбласа, це не просто цікавинка – це вказує на глибшу історію клімату.
«Ця морфологічна відмінність підтверджує ідею про те, що Східно-Антарктичний льодовиковий щит виник раніше та зазнав тривалішого розвитку», – сказав він.
Ефективніший аналіз каньйонів
Роздільна здатність нової карти морського дна дала дослідникам точність, необхідну для ефективнішого аналізу каньйонів. Ця карта високої роздільної здатності дозволила провести надійніший, напівавтоматизований аналіз підводних каньйонів, ніж попередні версії з нижчою роздільною здатністю.
«Ми також розробили скрипт програмного забезпечення ГІС, який дозволяє нам розраховувати широкий спектр морфометричних параметрів, специфічних для каньйону, лише за кілька кліків», – сказав Аросіо.
Каньйони створюють глибокі течії
Підводні каньйони не просто розсікають морське дно. Вони відіграють тиху, але потужну роль у формуванні клімату. Каньйони допомагають переміщувати холодну, щільну воду, що утворилася поблизу шельфових льодовиків Антарктиди, у глибини океану.Цей процес створює придонні води Антарктики, які допомагають стимулювати глобальну циркуляцію океану. Водночас каньйони також дозволяють теплішій воді з відкритого океану досягати узбережжя. Ця тепла вода, яка називається Циркумполярною глибоководною водою, може прослизати під плавучі шельфові льодовики, плавлячи їх знизу та послаблюючи їхню структуру.
Моделі борються з каньйонами
Коли шельфові льодовики руйнуються, вони більше не утримують льодовики на місці, і ці льодовики можуть хлинути в море, безпосередньо сприяючи підвищенню рівня моря. Дослідники зазначають, що сучасні моделі океану не дуже добре відображають те, що відбувається в таких місцях. Кліматичні моделі намагаються врахувати, як вода рухається через складні особливості морського дна, такі як каньйони, на локальному рівні.
Ці відсутні елементи включають руслотворення течій, глибоке перемішування та інші динамічні фактори, критично важливі для формування та перетворення холодної, щільної води. Без врахування цих локальних ефектів каньйонів кліматичні моделі ризикують бути неточними.
Каньйони, досі приховані в Антарктиді
За словами дослідників, збір батиметричних даних високої роздільної здатності в некартографованих районах неодмінно виявить нові каньйони. Команда також вказала на необхідність отримання більш прямих та віддалених даних для покращення кліматичних моделей та підвищення точності прогнозів щодо впливу зміни клімату. Антарктида досі приховує багато своїх таємниць під льодом і морем. Але такі дослідження дають нам кращі інструменти для розуміння того, що насправді відбувається – і що це означає для планети. Повне дослідження було опубліковано в журналі Marine Geology.