Ученые показали, как быстро льды Антарктиды могут развалиться на части

Таяние льдов 9000-летней давности показывает, как быстро ледяной покров Антарктиды может развалиться на части. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, о котором рассказывает sciencedaily, показало, что катастрофический древний ледяной коллапс в Восточной Антарктиде был вызван самоподкрепляющейся обратной связью между таянием льда и теплыми океанскими течениями.

Около 9000 лет назад в Восточной Антарктиде произошло резкое таяние ледников, которое было далеко не единичным. Ученые обнаружили, что теплая глубоководная океанская вода поднялась под плавучие шельфовые ледники региона, что привело к их обрушению и вызвало эффект домино — таяние льда по всему континенту. Этот процесс создал «каскадную положительную обратную связь», когда таяние в одном районе ускорило таяние в других местах благодаря взаимосвязанным океанским течениям.
Новое исследование, показывает, что около 9000 лет назад Восточно-Антарктический ледяной покров пережил серьезное отступление, вызванное мощной обратной связью между таянием льда и океанскими течениями. Исследовательская группа, возглавляемая профессором Юсуке Суганумой из Национального института полярных исследований и Высшего университета перспективных исследований, обнаружила, что теплые глубоководные воды, поступающие в прибрежные районы Восточной Антарктиды, вызывают разрушение шельфовых ледников, что, в свою очередь, ускоряет потерю льда во внутренних районах.
Полученные данные свидетельствуют о том, что отступление антарктических льдов не ограничивается одним районом, а может распространяться по регионам через океанические связи, усиливая потерю льда в континентальном масштабе. Этот процесс, при котором талая вода из одного региона ускоряет таяние в других, известен как «каскадная положительная обратная связь». Понимание этой цепной реакции позволяет понять, почему антарктические ледяные щиты могут быть нестабильными как в далеком прошлом, так и в современную эпоху.
Цель исследования состояла в том, чтобы выяснить, что вызвало крупномасштабную потерю льда в Восточной Антарктиде тысячи лет назад. Восточно-Антарктический ледяной щит, содержащий более половины запасов пресной воды на Земле, уже сегодня теряет лед в некоторых прибрежных зонах. Знание того, как эти массивные ледяные системы реагировали на более ранние теплые периоды, дает ценные сведения об их будущем в условиях современного изменения климата.
Чтобы проследить эту историю, команда проанализировала керны морских отложений, собранные в заливе Лютцов-Холм, недалеко от японской станции Сева на побережье Сой. Они были объединены с геологическими и геоморфологическими исследованиями на земле Дроннинг-Мод. Отложения были получены в ходе десятилетий японских антарктических исследовательских экспедиций в период с 1980 по 2023 год, включая недавний отбор проб с ледокола «Ширасе».
Полученные данные показывают, что около 9000 лет назад теплые приполярные глубоководные воды хлынули в залив, что привело к разрушению плавучих шельфовых ледников. Как только эти шельфовые отложения раскололись, потеря ими структурной поддержки привела к тому, что внутренний лед начал смещаться в сторону моря. Моделирование выявило каскадную обратную связь с океаном.
Расчеты показали, что талая вода из других регионов Антарктики, включая шельфовый ледник Росса, распространилась по всему Южному океану. Этот приток пресной воды освежил поверхность океана, усилив вертикальную стратификацию и предотвратив смещение холодных поверхностных вод вниз. В результате теплая глубоководная вода смогла легче продвигаться к континентальному шельфу Восточной Антарктиды. Это создало усиливающийся цикл: талая вода усилила расслоение, что, в свою очередь, усилило приток теплой воды, вызвав еще большее таяние.
Модели демонстрируют, что такого рода взаимосвязанная «каскадная обратная связь» может привести к тому, что таяние в одном секторе Антарктиды вызовет или ускорит потерю льда в других из-за крупномасштабной циркуляции океана.
Это исследование является одним из самых убедительных доказательств того, что ледяной покров Антарктиды может подвергаться самоподкрепляющемуся широкомасштабному таянию, когда планета нагревается. Хотя это событие произошло в эпоху раннего голоцена, когда глобальные температуры были, естественно, выше, чем во время последнего ледникового периода, те же физические процессы актуальны и сегодня. Современные наблюдения показывают, что части Западно-Антарктического ледникового щита, такие как ледники Туэйтс и Пайн-Айленд, уже быстро отступают, поскольку под ними проникает теплая глубоководная вода. Если подобные каскадные обратные связи будут происходить и сейчас, локальное таяние может распространиться и ускорить общую потерю льда, что приведет к более быстрому повышению уровня мирового океана.
В проекте приняли участие более 30 учреждений, в том числе NIPR, Геологическая служба Японии (AIST), Японское агентство морских наук и технологий (JAMSTEC), Токийский университет, Университет Коти, Университет Хоккайдо, а также партнеры из Новой Зеландии, Испании и других стран. Это крупномасштабное сотрудничество объединило полевые исследования, изучение морских отложений, космогоническое нуклидное датирование и усовершенствованное совместное моделирование климата и океана, чтобы реконструировать эволюцию антарктической системы лед-океан. Профессор Суганума подчеркнул более широкое значение полученных результатов: «Это исследование предоставляет важные данные и данные моделирования, которые помогут более точно предсказать будущее поведение ледяного покрова Антарктики. Каскадные обратные связи, выявленные в этом исследовании, служат подтверждением того, что незначительные региональные изменения потенциально могут привести к глобальным последствиям».
И эти последствия могут стать катастрофическими для современного мира.