Таинственные роботы из глубин: учёные разгадали загадку внезапной гибели льдов Антарктики
Нечто странное происходит в водах вокруг Антарктиды. С 1970-х годов до 2016 года плавучий морской лёд, расходящийся от континента, расширялся, несмотря на уже бушующее изменение климата. Затем, в 2016 году, он внезапно и резко сократился — и до сих пор не восстановился, словно повышение глобальных температур наконец настигло Южный океан. Потеря морского льда имеет огромные последствия для огромного ледяного щита Антарктиды, который, если исчезнет, поднимет уровень моря на 190 футов (около 58 метров). И это далеко не локальная проблема.
Теперь учёные заявляют, что определили причину этого роста и внезапного падения, благодаря помощи глубоководных роботов. Всё сводится к солёности, ветрам и перемешиванию вод. «Один из ключевых выводов исследования заключается в том, что океан играет огромную роль в модуляции того, как морской лёд может меняться из года в год, от десятилетия к десятилетию», — сказал Эрл Уилсон, полярный океанограф из Стэнфордского университета и ведущий автор новой статьи, описывающей исследование.
Черновую работу здесь выполнила сеть сборщиков данных, известная как поплавки Argo. Торпедообразные, размером с человека, они погружаются на тысячи метров, отбирая пробы температуры и солёности, прежде чем всплыть обратно на поверхность и передать все данные на спутник. Поскольку они дрейфуют пассивно, эти приборы годами могли собирать данные о том, как меняются условия.
А теперь забудьте о роботах и представьте, что вы плывёте в озере. Когда вы ныряете, вас внезапно пронзает холодная вода. Это потому, что солнце нагревает поверхность, а глубина остаётся прохладной. То же самое происходит и в мировом океане, хотя, очевидно, холодная вода уходит гораздо глубже.
Противоположное происходит в водах вокруг Антарктиды. Из-за того, что там очень холодно, воздух охлаждает поверхность океана, в то время как более тёплые воды циркулируют внизу (роботы Argo могли фиксировать это в мельчайших деталях, поднимаясь и опускаясь). Пока тёплая жидкость удерживается вдали от поверхности, может образоваться больше морского льда.
По мере расширения морского льда в десятилетия до 2016 года увеличение количества осадков делало поверхностные воды более пресными по сравнению с более солёными водами внизу, что приводило к стратификации (чем солонее жидкость, тем она плотнее). Это удерживало тепло в глубинах, позволяя ему накапливаться.
Затем атмосфера сыграла ещё одну роль: ветры усилились и изменили направление. Это оттеснило поверхностные воды от Антарктиды и взбудоражило глубинное тепло. «Мы стали свидетелями того, что по сути было очень бурным высвобождением всего этого накопленного тепла из глубин, которое мы связали с сокращением морского льда», — сказал Уилсон.
Эта активность, вероятно, по крайней мере частично, была вызвана изменением климата: по мере нагревания планеты в атмосфере возникают температурные градиенты, которые усиливают ветры и меняют их характер. Однако учёные всё ещё выясняют, в какой мере этот сдвиг может быть обусловлен «естественной изменчивостью» — тем, что произошло бы в любом случае, даже если бы люди не выбрасывали столько углерода со времён промышленной революции.
Так или иначе, система изменилась около 2016 года. Помимо подъёма тёплых вод, весь этот ветер мог разрушить лёд — как сталкивая льдины друг с другом, так и создавая волны. «Недавние исследования показали, что как атмосферное, так и океаническое потепление, вероятно, способствуют внезапным изменениям площади антарктического морского льда с 2016 года, и данная статья помогает дальше развить тезис о том, что глубокое океанское тепло является важным фактором», — сказал Закари Лабе, климатолог из исследовательской группы Climate Central, изучающий антарктический лёд, но не участвовавший в статье.
По мере того как морской лёд сокращался, он поставил под угрозу гораздо больше льда в других местах. Антарктический ледяной щит, лежащий на суше, укреплён шельфовыми ледниками, плавающими вдоль побережья. Эти важнейшие опоры уже находятся в серьёзной опасности, поскольку потепление вод и жестокие подводные штормы разъедают их нижнюю часть, ослабляя их. Если они также потеряют плавающий вокруг них морской лёд, они потеряют значительный буфер, поскольку плавучие глыбы поглощают энергию волн. Кроме того, здоровое количество морского льда довольно яркое, что означает, что он отражает значительную часть солнечного тепла обратно в космос, снижая локальные температуры. Поскольку шельфовые ледники сдерживают ледяной щит, их потеря приведёт к ускоренному таянию невероятного количества замёрзшей воды, находящейся на континенте.
Хотя поплавки Argo предоставили бесценные данные, учёные стремятся получить ещё больше измерений. «В целом, нам нужна большая международная поддержка для продолжения создания сетей наблюдения по всей Антарктической полярной области, как для океанического, так и для атмосферного мониторинга», — сказал Лабе. «Это критически важно, учитывая быстрые изменения, которые мы начинаем наблюдать в этой части мира в условиях потепления климата, с потенциально значительными последствиями для глобального повышения уровня моря».
Главный вопрос сейчас заключается в том, наблюдаем ли мы постоянное состояние малого количества морского льда или же атмосферные и океанические условия могут измениться достаточно, чтобы способствовать годам его роста. Обещание этого нового исследования в том, что оно поможет исследователям усовершенствовать свои модели, чтобы предсказать, насколько сильно и как быстро могут измениться воды вокруг Антарктиды. Возможно, морской лёд переживёт годы резкого сокращения, за которыми последуют годы роста. «Но долгосрочный многодесятилетний тренд будет отрицательным, — сказал Уилсон. — Это моё предположение, но мы не знаем наверняка».
Эта история была первоначально опубликована Grist. Подпишитесь на еженедельную рассылку Grist здесь. Поведение антарктического морского льда остаётся одной из самых горячих тем в климатологии, поскольку его утрата запускает механизм положительной обратной связи: чем меньше белого льда, отражающего солнечные лучи, тем больше тёмной океанской воды, поглощающей тепло, что, в свою очередь, ещё сильнее нагревает регион. Исследователи из разных стран сейчас спешно интегрируют данные Argo с новыми спутниковыми наблюдениями, пытаясь понять, не перешли ли мы некий климатический «рубикон», после которого возврат к прежним площадям льда станет невозможен в обозримом будущем. Если нынешний тренд сохранится, прибрежные города по всему миру могут столкнуться с ускорением роста уровня океана уже к концу этого десятилетия, что делает антарктические исследования вопросом не просто научного, но и выживательного интереса для человечества.
