В антарктических шельфах оказалось вдвое больше талой воды, чем считалось ранее

Исследователи под руководством Кембриджского университета использовали методы искусственного интеллекта для составления карты мокрого снега на антарктических ледяных шельфах и обнаружили, что 57 % всей талой воды находится в виде мокрого снега, а оставшаяся часть – в поверхностных прудах и озерах.

По мере потепления климата все больше талой воды образуется на поверхности ледяных шельфов – плавучих льдов, окружающих Антарктиду, которые служат опорой для ледников, надвигающихся с материка. Увеличение количества талой воды может привести к нестабильности или разрушению ледяного шельфа, что, в свою очередь, ведет к повышению уровня моря.

Исследователи также обнаружили, что мокрый снег и слякоть приводят к образованию в 2,8 раза большего количества талой воды, чем предсказывают стандартные климатические модели, поскольку они поглощают больше солнечного тепла, чем лед или снег. Результаты, опубликованные в журнале Nature Geoscience, могут иметь серьезные последствия для стабильности ледовых шельфов и повышения уровня моря.

Каждое лето по мере потепления вода скапливается на поверхности плавучих ледяных шельфов Антарктиды. Предыдущие исследования показали, что поверхностные озера талой воды могут способствовать разрушению и обвалу ледяного шельфа, поскольку вес воды может привести к изгибу или разлому льда. Однако роль мокрого снега в стабильности ледяного шельфа определить сложнее.

«Мы можем использовать спутниковые снимки, чтобы составить карту озер с талой водой на большей части Антарктиды, но составить карту слякоти сложно, потому что при наблюдении со спутника она выглядит как другие вещи, например, как тени от облаков. Но используя методы машинного обучения, мы можем выйти за рамки того, что видит человеческий глаз, и получить более четкое представление о том, как мокрый снег может влиять на лед в Антарктиде», – говорит ведущий автор исследования доктор Ребекка Делл из Кембриджского института полярных исследований имени Скотта (SPRI).

Используя оптические данные со спутника НАСА Landsat 8, кембриджские исследователи обучили модель получать ежемесячные записи о слякоти и озерах талой воды на 57 антарктических ледяных шельфах в период с 2013 по 2021 год.

«Нам интересно узнать, сколько мокрого снега наблюдается в течение антарктического лета и как он изменяется со временем», – говорит соавтор исследования профессор Ян Уиллис, сотрудник SPRI. Ученые обнаружили, что в разгар антарктического лета, в январе, более половины (57 %) всей талой воды на ледяных шельфах Антарктиды находится в слякоти, а остальные 43 % – в озерах талой воды.

«Эта слякоть никогда не картировалась в больших масштабах на всех крупных ледяных шельфах Антарктиды, поэтому более половины всей поверхностной талой воды до сих пор игнорировалось. Это потенциально важно для процесса гидроразрыва, когда вес талой воды может создавать или увеличивать трещины во льду», – говорит Делл.

Талая вода влияет на стабильность плавучих ледяных шельфов, окаймляющих антарктическое побережье. По мере потепления климата и увеличения скорости таяния в Антарктиде талая вода – в виде озер или мокрого снега – может попадать в трещины во льду, в результате чего они становятся больше. Это может привести к обрушению ледяных шельфов, что, в свою очередь, позволит льду внутренних ледников выливаться в океан и способствовать повышению уровня моря.

Помимо потенциального влияния слякоти на гидроразрыв, она также оказывает большое влияние на скорость таяния. Поскольку слякоть и озера менее белые, чем снег или лед, они поглощают больше солнечного тепла, вызывая более интенсивное таяние снега. Оно в настоящее время не учитывается в климатических моделях, что может привести к недооценке прогнозов таяния ледяного покрова и устойчивости ледяных шельфов.

«Вполне вероятно, что в будущем ситуация в тех местах Антарктиды, где сейчас нет воды или мокрого снега, начнет меняться. По мере дальнейшего потепления климата будет происходить все большее таяние, что может повлиять на стабильность льда и повышение уровня моря», – говорит Уиллис.

[Фото: Rebecca Dell /  University of Cambridge]