Когда температура воздуха в Антарктиде повышается и ледниковый лед тает, вода может скапливаться на поверхности плавучих шельфовых ледников, утяжеляя их и прогибая лед. Исследование под руководством CIRES впервые показывает, что речь идет не просто о деформации. Лед трескается. По мере потепления климата и увеличения скорости таяния в Антарктиде это разрушение может привести к обрушению уязвимых шельфовых ледников. Это, в свою очередь, позволит льду стечь в океан, что будет способствовать повышению уровня моря.

"Шельфовые ледники чрезвычайно важны для общего состояния Антарктического ледникового щита, поскольку они укрепляют или сдерживают его на суше, — говорит Элисон Банвелл, ученый Кооперативного института исследований в области наук об окружающей среде (CIRES) и ведущий автор исследования. — Ученые предсказали и смоделировали, что нагрузка, которую талая вода оказывает на поверхность, может привести к разрушению шельфовых ледников, но до сих пор никто не наблюдал этот процесс в полевых условиях".

Новая работа помогает объяснить, как шельфовый ледник Ларсен Б внезапно обвалился в 2002 году. За несколько месяцев до его катастрофического разрушения поверхность заполонили тысячи озер с талой водой, которые затем осушились всего за несколько недель.

Чтобы изучить влияние поверхностной талой воды на стабильность шельфового ледника, Банвелл и ее коллеги из Кембриджского, Оксфордского и Чикагского университетов в ноябре 2019 года отправились на шельфовый ледник Георга VI на Антарктическом полуострове. Сначала команда определила, где в результате предыдущего осушения на поверхности образовалась впадина. Там, по их мнению, вновь могла скопиться талая вода. 

Вокруг этой "долины" команда установила высокоточные GPS-станции для измерения небольших изменений высоты поверхности льда, датчики давления, для измерения глубины озера и систему замедленной съемки для получения изображений поверхности льда и талых озер каждые 30 минут.

В 2020 году пандемия COVID-19 резко остановила их полевые работы. Когда в ноябре 2021 года команда наконец вернулась на объект, осталось только два датчика GPS и одна камера замедленной съемки. Две других GPS-станции и все устройства для замера давления воды были затоплены и погребены под твердым льдом. К счастью, уцелевшие инструменты зафиксировали вертикальное и горизонтальное движение поверхности льда и сделали снимки озера с талой водой, которое образовалось и осушилось во время рекордно высокого сезона таяния 2019/2020 годов.

Данные GPS показывают, что лед в центре бассейна прогнулся вниз примерно на 30 сантиметров. Это открытие основано на предыдущей работе под руководством Банвелл, в ходе которой были проведены первые прямые полевые измерения выпучивания шельфового ледника, вызванного затоплением и дренажом талой воды.

Команда также обнаружила, что горизонтальное расстояние между краем и центром бассейна талого озера увеличилось более чем на 30 сантиметров. Скорее всего, это произошло из-за образования и/или расширения круглых трещин вокруг водоема, которые были зафиксированы на замедленных снимках. Полученные учеными результаты предоставляют первые полевые доказательства разрушения шельфового ледника в ответ на появление на поверхности озера талой воды, утяжеляющей лед.

"Это захватывающее открытие, — говорит Банвелл. — Мы считаем, что эти типы трещин сыграли ключевую роль в процессе осушения озера, который помог разрушить шельфовый ледник Ларсен Б".

Работа подтверждает результаты моделирования, которые показывают, что огромный вес тысяч озер с талой водой и последующий дренаж привели к изгибу и разрушению шельфового ледника Ларсен Б, что способствовало его падению.

"Эти наблюдения важны, потому что их можно использовать для улучшения моделей, чтобы точнее предсказать, какие шельфовые ледники Антарктики более уязвимы", — объясняет Банвелл.

Исследование опубликовано в Journal of Glaciology.