В исследовании, проведенном Институтом полярных исследований Скотта при Кембриджском университете, использовались узоры из тонких волнообразных хребтов на антарктическом морском дне, чтобы рассчитать, насколько быстро отступил лед примерно 12000 лет назад во время региональной дегляциации.
Гряды образовались там, где ледяной щит начал плавать, и были вызваны льдом, сдавливающим отложения на морском дне, когда он перемещался вверх и вниз вместе с движением приливов. Изображения этих форм рельефа имеют беспрецедентное субметровое разрешение и были получены с автономного подводного аппарата (АНПА), работающего на высоте около 60 метров над морским дном.
Результаты опубликованы в журнале Science.
Хотя современные спутники могут собирать подробную информацию об отступлении и скорости истончения льда вокруг Антарктиды, данные относятся только к нескольким десятилетиям.
Расчет максимальной скорости, с которой может отступать ледяной покров, с использованием наборов этих хребтов морского дна, показывает исторические скорости отступления, которые почти в десять раз выше, чем максимальные наблюдаемые скорости отступления сегодня.
«Изучив следы ледяного покрова в прошлом и изучив группы хребтов на морском дне, мы смогли получить новые доказательства максимальной скорости отступления льда в прошлом, которая намного выше, чем наблюдаемая даже в наиболее уязвимых частях Антарктиды. сегодня ", – сказал ведущий автор профессор Джулиан Даудесвелл, директор Скоттского полярного исследовательского института.
Исследование проводилось в рамках морской экспедиции Уэдделла, которая отправилась в начале 2019 года с целью проведения научной программы и поиска обреченного корабля сэра Эрнеста Шеклтона Endurance. Хотя ледовые условия в то время не позволили команде получить снимки легендарного затонувшего корабля, они смогли продолжить свою научную работу, в том числе составить карту морского дна вблизи шельфового ледника Ларсена, к востоку от Антарктического полуострова.
Используя дроны, спутники и АНПА, исследователи смогли изучить ледовые условия в море Уэдделла с беспрецедентной детальностью.
Их цель состояла в том, чтобы исследовать нынешнюю и прошлую форму и течение шельфовых ледников, массивные плавучие участки льда, которые огибают около 75% антарктического побережья, где они действуют как опора против ледяного потока с внутренних территорий.
Как и большая часть остального льда в полярных регионах, эти контрфорсы ослабевают в некоторых частях Антарктиды, что наиболее ярко проявилось на шельфовых ледниках Ларсен A и B, которые быстро обрушились в 1998 и 2002 годах, когда примерно 1250 квадратных миль лед раскололся и разрушился чуть больше месяца.
Шельфовые ледники истончаются, потому что относительно теплые водные потоки разъедают их снизу, но они также тают сверху по мере повышения летних температур воздуха. Оба эти эффекта истончают и ослабляют шельфовые ледники, и, по мере того, как они это делают, ледники, которые они сдерживают, быстрее стекают в море, и их границы отступают.
Используя АНПА, команда смогла собрать данные об исторических колебаниях шельфового ледника на основе геологических данных на континентальном шельфе Антарктики.
«Изучая формы рельефа на морском дне, мы смогли определить, как лед вел себя в прошлом», – сказал Даудсвелл, главный научный сотрудник морской экспедиции Уэдделла. «Мы знали, что эти функции присутствуют, но никогда раньше не могли исследовать их так подробно."
Команда определила серию тонких волнообразных хребтов на морском дне, каждый высотой всего около одного метра и на расстоянии 20-25 метров друг от друга, относящихся к концу последней великой дегляциации антарктического континентального шельфа, примерно 12000 лет назад. Исследователи интерпретировали эти гребни как образованные на том месте, где раньше была линия заземления – зона, где приземленный ледяной покров начинает плавать, как шельфовый ледник.
Исследователи пришли к выводу, что эти небольшие гребни были вызваны движением льда вверх и вниз с приливами, сжимая отложения в хорошо сохранившиеся геологические структуры, немного похожие на ступеньки лестницы, когда лед отступал. Предположив стандартный 12-часовой цикл между приливом и отливом, и измерив расстояние между гребнями, исследователи смогли определить, насколько быстро лед отступал в конце последнего ледникового периода.
Они подсчитали, что в этот период лед отступал на 40-50 метров в день, что составляет более 10 километров в год. Для сравнения, современные спутниковые снимки показывают, что даже самые быстро удаляющиеся линии заземления в Антарктиде сегодня, например в заливе Пайн-Айленд, намного медленнее, чем эти геологические наблюдения, всего около 1.6 километров в год.
«Глубоководная морская среда на самом деле довольно тихая у берегов Антарктиды, что позволяет таким особенностям, как эти, хорошо сохраняться во времени на морском дне», – сказал Даудесвелл. "Теперь мы знаем, что лед может отступать со скоростью, намного превышающей то, что мы видим сегодня. Если изменение климата продолжит ослаблять шельфовые ледники в ближайшие десятилетия, мы можем увидеть аналогичные темпы отступления с серьезными последствиями для глобального повышения уровня моря."
Исследование частично финансировалось Фондом флотилии и консультантами по морской археологии Швейцарии.