Арктика теплеет быстрее, чем что-либо еще на Земле. Лед и снег тают, а арктический морской лед истончается и отступает. Это означает, что водоросли, живущие на дне морского льда, получают больше солнечного света, что приводит к ежегодному летнему цветению, как только становится достаточно света. Эребус, расположенный на острове Росса Антарктиды (от материка отделён проливом Мак-Мердо), — самый южный действующий вулкан на Земле; второй по высоте на шестом континенте – его высота достигает 3794 метра.
Антарктида в последние годы всё чаще привлекает внимание научного мира. Здесь наблюдаются разнообразные геологические и даже космические явления, важные для познания планеты и Вселенной. Кроме того, на шестом континенте продолжается и бурная вулканическая деятельность. Подсчитано, что на территории Западной Антарктиды (один из двух основных регионов, другой – это Восточная Антарктида) расположено 138 вулканов. В большинстве они спящие, но порядка десяти сегодня пребывают в активном состоянии; один из них – уникальный Эребус: постоянная активность наблюдается с 1972 года.
Эребус, расположенный на острове Росса (от материка отделён проливом Мак-Мердо), — самый южный действующий вулкан на Земле; второй по высоте на шестом континенте – его высота достигает 3794 метра. Эребус находится на пересечении разломов земной коры, поэтому-то и является одним из активнейших геологических образований планеты. Из разломов периодически происходят мощные выбросы глубинных газов, в том числе водорода и метана, которые, достигая стратосферы, разрушают озон. Последние исследования учёных выявили, что эти струи выбросов содержат кристаллы золота размером не более 20 микрометров.
Ветер разносит золотую пыль на огромные расстояния. Её следы обнаруживаются в атмосферном воздухе на расстоянии до 1000 км от острова. В течение дня вулкан извергает около 80 граммов золота, стоимость такого объёма — около 6000 долларов, сообщило издание PLANET TODAY.
Арктика теплеет быстрее, чем что-либо еще на Земле. Лед и снег тают, а арктический морской лед истончается и отступает. Это означает, что водоросли, живущие на дне морского льда, получают больше солнечного света, что приводит к ежегодному летнему цветению, как только становится достаточно света. Благодаря многолетним спутниковым данным CryoSat о толщине морского льда ученые смогли составить карту света, достигающего этих водорослей.
Результаты показывают, что с 1980-х годов большие участки арктического льда могут цвести на месяц раньше, поскольку лед и снежный покров истончаются из-за изменения климата. Арктика находится в эпицентре изменения климата: там потепление происходит в четыре раза быстрее, чем где-либо еще на Земле.
Северный Ледовитый океан уже претерпел колоссальные изменения. Морской лед, который когда-то покрывал обширные просторы океана круглый год, теперь стал сезонным, тает и исчезает с больших территорий в летние месяцы. Значительная часть оставшегося льда истончается, и наблюдается уменьшение глубины снежного покрова.
Быстрое потепление Арктики влияет на морскую экосистему, и не только на белых медведей и моржей.
«По мере того, как лед и снег становятся тоньше, больше света проникает в нижнюю часть морского льда», — сказала Жюльенн Строув из Университета Манитобы и Университета Колорадо. «Этот меняющийся световой режим может повлиять на всю морскую экосистему, которая начинается с водорослей».
На нижней поверхности льда газон водорослей расширяется каждый год. Подобно фитопланктону открытой воды, который разрастается, покрывая огромные пространства океана, которые можно увидеть из космоса, водоросли, скованные льдом, цветут на обширных территориях и поддерживают сложную пищевую сеть.
Рост ледяных водорослей
По мере того, как водоросли цветут, снизу их поедает зоопланктон, который затем служит пищей различным животным, включая рыбу, которая затем служит пищей тюленям, а затем — белым медведям.
Нам еще многое предстоит узнать о том, как изменение климата повлияет на эту экосистему, поэтому водоросли — основные производители в экосистеме — являются отличной отправной точкой.
Картографирование этого объекта из космоса оказалось непростой задачей.
«В отличие от открытого океана, мы не можем видеть водоросли внутри морского льда из космоса», — говорит Карли Кэмпбелл из Университета Тромсё. «Что мы можем сделать, так это начать с оценки доступности света. Свет, собираемый ледяными водорослями для создания органических соединений в процессе фотосинтеза, является основным фактором, определяющим морскую продуктивность. Если мы сможем составить карту света, достигающего водорослей, мы сможем получить представление о том, когда и насколько интенсивно они могут цвести».
Чтобы понять это, нужно знать толщину льда и количество снега на нем. Более толстый лед и снег означают, что меньше света может достичь водорослей подо льдом.
Вот тут-то и пригодится CryoSat. Используя данные Copernicus Sentinel-3 и NASA ICESat-2, ученые оценили толщину арктического морского льда за 14 лет работы CryoSat на орбите.
Применив алгоритмы для понимания того, сколько света проникает через лед и снег, и используя модели для прогнозирования исторического снежного и ледяного покрова, стало возможным смоделировать, где и когда могут начать цвести водоросли.
Данные с 2011 по 2022 год показали, что более южные арктические регионы будут испытывать более раннее цветение водорослей, которое варьировалось из года в год. Снег, по-видимому, был важным фактором. Модель показала, что особенно снежный 2017 год привел к образованию более глубокого снежного покрова, что помешало цветению на больших территориях из-за недостаточного освещения.
Поскольку снег, по-видимому, оказал основное влияние, исследователи изучили, как уменьшение количества снега могло повлиять на цветение водорослей. С 1980-х годов глубина снежного покрова уменьшалась на большей части Арктики.
После моделирования изменений высоты снежного покрова с 1982 по 2018 год и объединения этих данных с оценками света, проникающего через лед, возникла ясная картина. Модель предполагала, что в южных регионах цветение водорослей может начинаться на 15 дней раньше за десятилетие.
Есть много других факторов. Структура осадка и льда будет изменять количество света, проходящего через снег и лед. Другие факторы, которые могут повлиять на рост водорослей, также должны быть рассмотрены, как и эффект возросшей доступности света.
Водоросли, связанные со льдом, как правило, являются естественными обитателями тени. Подвергаясь большему освещению, они могут производить различные сахара и жиры или отмирать в разное время. Все эти аспекты необходимо понимать, чтобы получить полную картину.
Покрытый снегом арктический морской лед
Однако возможность использовать спутниковые измерения для составления общей картины фотосинтетически активной радиации подо льдом является чрезвычайно полезным инструментом для поддержки других методов мониторинга экосистемы Арктики.
«Это беспрецедентное использование спутниковых данных приносит пользу нашим знаниям о быстро меняющейся экосистеме Арктики», — сказал Жюльен. «Понимание фотосинтетически активной радиации, которая проникает сквозь морской лед, поможет более широким исследованиям, чтобы понять, что именно происходит с жизнью в Северном Ледовитом океане из-за изменения климата».
Учитывая, что снег является важнейшим фактором, определяющим, насколько глубоко солнечный свет проникает через лед, сотрудничество CryoSat и ICESat-2, известное как Cryo2ice, должно дать дополнительные сведения.
Два спутника почти одновременно выстроятся над Арктикой зимой 2024 года, и объединенные измерения дадут нам наилучшую на данный момент оценку снежного покрова поверх льда.
Благодаря радару CryoSat и лидарным приборам ICESat-2, работающим в тандеме, мы получим представление о будущем ледовой альтиметрии. Миссия Copernicus Polar Ice and Snow Topography Altimeter (CRISTAL) будет использовать двухчастотный радар для точного картирования глубины снега на морском льду, продолжая спутниковые записи полярного льда вплоть до 2030-х годов.
«Спустя 14 лет приятно видеть, что CryoSat продолжает находить новые применения», — говорит руководитель миссии CryoSat Томмазо Парринелло. «Быстрые изменения, происходящие в Арктике, будут иметь масштабные последствия, которые затронут всех нас.
Сохранение долгосрочных спутниковых записей жизненно важно для того, чтобы мы могли их понять и сориентироваться в будущем. Я с нетерпением жду результатов сотрудничества Cryo2ice в ближайшие месяцы и годы, а также миссии CRISTAL, которая будет вести климатические записи после CryoSat».
В 2021 году экспедиция у ледяного северного побережья Гренландии обнаружила остров, который оказался ранее неизведанным. Он был небольшим и покрытым гравием, и его объявили претендентом на звание самого северного из известных массивов суши в мире. Первооткрыватели назвали его Кекертак Аваннарлек, что в переводе с гренландского означает «самый северный остров». За прошедшее десятилетие к северу от мыса Моррис-Джесуп, северной оконечности Гренландии, было открыто ещё несколько небольших островов, которые затем исчезли. Некоторые учёные предположили, что это были обломки скалистых берегов, принесённые морским льдом.
Но когда команда швейцарских и датских геодезистов отправилась на север, чтобы исследовать феномен «островов-призраков», они обнаружили нечто совершенно иное. В сентябре 2022 года они объявили о своих находках: эти неуловимые острова на самом деле являются большими айсбергами, лежащими на морском дне. Вероятно, они пришли с соседнего ледника, покрытого гравием в результате оползней.
Это был не первый подобный случай в Арктике, когда исследователи меняли карты региона. Как рассказывает издание The Conversation, почти сто лет назад, в 1931 году, инновационная воздушная экспедиция на дирижабле «Граф Цеппелин» перекроила карты больших участков Баренцева моря. В ходе пятидневного путешествия экспедиция пересекла Баренцево море на север до 82° с.ш., а затем прошла сотни миль на восток, прежде чем вернулась на юго-запад. Высокоширотные районы, над которыми пролетал «Граф Цеппелин», были невероятно отдаленными. Полярная экспедиция подтвердила существование Земли Франца-Иосифа, но это показало и то, что карты, составленные первыми исследователями высокогорной Арктики, имели поразительные недостатки. Участники экспедиции также открыли 6 новых островов, изменили очертания побережья многих других, либо вообще стёрли их с географических карт.
Климатологи и океанологи обнаружили свидетельства того, что аномально быстрый рост уровня моря в некоторых регионах на северо-западе Атлантики связан с повышением температуры в глубинных водах, поступающих в Атлантику со стороны берегов Антарктики. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Университета Майами.
Результаты наблюдений подчёркивают то, что деятельность человека затрагивает даже самые далёкие и недоступные регионы Мирового океана. Антропогенные факторы повлияли на взаимодействие между двумя областями Атлантики, которые удалены друг от друга на тысячи километров, и при этом одна из них находится на глубине в несколько километров.
Исследователи пришли к такому выводу при анализе данных, собранных в промежутке между 2000 и 2020 годами глубоководными буями, установленными на дне Атлантического океана в его тропических регионах на глубине в несколько тысяч метром. Данные системы отслеживают движение глубинных течений, которые являются частью так называемой Атлантической меридиональной циркуляции. Так учёные называют огромную замкнутую систему течений, охватывающую весь Атлантический океан и играющую ключевую роль в обмене водой между его поверхностью и глубинными слоями. В последние годы океанологи и климатологи начали опасаться, что замедление движения этого «конвейера» течений в результате глобального потепления приведёт к радикальным переменам в переносе тепла и воды в Мировом океане.
Проведённый анализ указал на то, что скорость движения глубинной части Атлантической меридиональной циркуляции замедлилась примерно на 12% за последние два десятка лет. Это замедление связано с тем, что быстрый рост температур в приполярных регионах Земли мешает охлаждению тёплой воды у берегов Антарктики и её погружению на глубину, откуда эти холодные потоки жидкости движутся в сторону экватора и Северной Атлантики.
Ослабление переноса воды на больших глубинах привело к тому, что глубинные воды Атлантики потеплели на несколько тысячных градуса Цельсия, что привело к аномально быстрому росту уровня моря у восточных берегов Северной Америки в результате теплового расширения океана. Последующее ослабление холодных антарктических течений дополнительно ускорит потепление глубинных регионов Атлантики, что сделает рост моря у берегов США, Мексики и государств Карибского моря ещё более заметным для глаза.
Климатологи выяснили, что рекордное сокращение площади морских льдов у берегов Антарктиды, зафиксированное в 2023 году, привело к фактически необратимым переменам в состоянии ледового покрова всей Антарктики. Эти изменения окажут существенное влияние на состояние экосистем южного заполярья, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Британской антарктической службы (BAS).
Площадь морских льдов в Антарктике не восстановится полностью даже в ближайшие два десятилетия. Это длительное сокращение в площади очень сильно повлияет на локальную и глобальную погоду, а также на уникальные экосистемы Южного океана, в том числе на состояние популяций китов и пингвинов.
Учёные пришли к такому выводу в рамках расчётов, при помощи которых они попытались воспроизвести рекордно сильное отступление ледников в Антарктике, которое произошло прошлой зимой. В его рамках ледовая шапка Южного полюса сократилась примерно на 2,5 млн кв. км по сравнению с прошлыми зимними сезонами, что сопоставимо по площади с несколькими крупными европейскими странами.
Столь сильное и при этом внезапное сокращение в площади ледового покрова Антарктики, которое прервало многолетние тренды на увеличение площади антарктических льдов, заставило учёных детально изучить все обстоятельства, связанные с этим климатическим рекордом. Для этого исследователи использовали 18 различных моделей климата Земли для анализа того, как различные природные и антропогенные климатические факторы повлияли на площадь льдов на Южном полюсе планеты.
Проведённые учёными расчёты указали на то, что прошлогоднее сокращение в площади морских льдов было крайне маловероятным событием – его аналоги могли возникнуть лишь один раз за 2,6 тыс. лет с учётом всех возможных краткосрочных и долгосрочных колебаний климата. По этой причине учёные считают, что такое отступление льдов было связано с антропогенным глобальным потеплением, которое примерно в 4–5 раз повысило вероятность появления подобных резких сокращений в площади льдов.
Более того, проведённые учёными расчёты указывают на то, что это событие приведёт к очень долгосрочным переменам в облике ледового покрова Антарктики, так как исчезнувшие в 2023 году участки морских льдов не восстановятся даже через несколько десятков лет. Это может привести к радикальным переменам в состоянии климата, погоды и экосистем в южных приполярных регионах Земли, подытожили исследователи.
Группа ученых утверждает, что морская вода, протекающая под ледником Туэйтса в Антарктиде и проникающая в его щели, способствует таянию массивного ледяного образования. Эти участки ледника могут подвергаться «интенсивному таянию» под воздействием теплой океанской воды, вызванному изменением климата, что может привести к еще более быстрому повышению уровня моря по всему миру.
«Проблема в том, что мы недооцениваем скорость изменения ледника, что может иметь разрушительные последствия для прибрежных сообществ по всему миру», — заявила в пресс-релизе Кристин Доу, профессор Университета Ватерлоо в Канаде и соавтор исследования .
Однако исследователи утверждают, что необходимо провести дополнительную работу, чтобы полностью понять, какое воздействие оказывает теплая вода под ледяным пластом.
Приблизительно 80 миль в поперечнике, Туэйтс является самым широким ледником в мире и размером примерно с Флориду. Его прозвали «Ледником Судного дня» из-за катастрофических последствий его таяния для глобального повышения уровня моря.
По данным International Thwaites Glacier Collaboration, ежегодно ледник Туэйтс теряет около 50 миллиардов тонн льда, что составляет примерно 4% от всего повышения уровня моря в мире. Согласно одной из оценок, полная потеря ледника Туэйтс может привести к повышению среднего уровня мирового океана более чем на два фута, а в некоторых частях США — к еще большему повышению уровня моря.
В исследовании, опубликованном в понедельник в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, группа гляциологов использовала радиолокационные данные, полученные в период с марта по июнь прошлого года в рамках коммерческой спутниковой программы Финляндии ICEYE, чтобы получить более полное представление о том, что происходит под поверхностью ледника.
Они обнаружили, что морская вода втекает в ледник и оттекает от него вместе с приливами, смешиваясь с пресной водой, но часть этой теплой океанской воды также перемещается глубоко под ледяным пластом, проходя «по естественным каналам» или собираясь «в полостях» и оказываясь в ловушке.
«Есть места, где вода находится почти под давлением вышележащего льда, поэтому для того, чтобы подтолкнуть лед вверх, нужно лишь немного больше давления», — сказал профессор наук о системе Земли в Калифорнийском университете в Ирвайне Эрик Риньо, ведущий автор исследования. «Затем вода сжимается достаточно, чтобы поднять колонну льда толщиной более полумили».
Соленая морская вода вблизи Южного полюса имеет более низкую температуру замерзания (28 градусов по Фаренгейту), чем пресная вода, что может еще больше способствовать таянию ледников.
Доу предположил, что дополнительное моделирование ледникового покрова может помочь ученым лучше понять, что происходит под этими крупными ледниками, и разработать более точную временную шкалу ожидаемого повышения уровня моря по всему миру.
Исследование выявило, что гигантские зоны слякоти представляют новую угрозу антарктическому льду. Заболоченные территории могут стать причиной растрескивания или разрушения большего количества шельфовых ледников, что приведет к более быстрому повышению уровня моря.
Подробный новый анализ спутниковых снимков NASA показывает, что на шельфовых ледниках Антарктиды находится гораздо больше талой воды, чем предполагалось ранее, большая часть ее находится в огромных зонах снежной каши, которые до сих пор не были тщательно нанесены на карту. Новая информация поможет определить, насколько уязвимы шельфы к растрескиванию и распаду, согласно международной группе ученых, опубликовавших свои выводы в Nature Geoscience на этой неделе.
Потепление климата, вызванное деятельностью человека, означает, что на поверхности шельфовых ледников, которые являются плавающими продолжениями гигантских ледников Антарктиды, образуется больше талой воды. Когда шельфовые ледники крошятся и разрушаются, это может ускорить поток наземного льда в море и повысить скорость повышения уровня моря.
Ранее на этой неделе другое исследование, опубликованное в том же журнале, также продемонстрировало растущую уязвимость шельфовых ледников Антарктиды к таянию снизу, а результаты свидетельствуют о том, что потепление океана, вероятно, приведет к «неуправляемому таянию».
Однако до сих пор было сложно точно картировать зоны слякоти, поскольку их трудно отличить от окружающих территорий, говорит ведущий автор Ребекка Делл, гляциолог из Института полярных исследований Скотта при Кембриджском университете.
Крушение ледника Ларсен B, расположенного вдоль Антарктического полуострова, ошеломило ученых, изучающих лед, и помогло укрепить уверенность в том, что глобальное потепление, вероятно, вызовет больше подобных событий. Последующие исследования показали, что еще одно повышение средней температуры Земли на 0,5 градуса по Цельсию может подтолкнуть антарктические шельфовые ледники за пределы точки невозврата.
По ее словам, новое исследование предполагает, что на поверхности шельфовых ледников может быть больше воды, чем предполагалось ранее на основе исследований, в которых рассматривались только озера.
Недавно нанесенная на карту слякоть имеет и другие последствия для будущего шельфовых ледников, добавила Делл. Поскольку слякоть и озера менее белые, чем снег или лед, они поглощают больше солнечного тепла, вызывая большее таяние снега. Это дополнительное таяние в настоящее время не учитывается в климатических моделях, что может привести к недооценкам в прогнозах таяния ледяного покрова и стабильности шельфового ледника. Некоторые исследователи теперь также начинают изучать талую воду на поверхности наземных ледяных щитов и ледников, в дополнение к плавучим шельфовым ледникам.
«Сейчас часто употребляется термин «Гренландизация Антарктиды», — сказала она. «В Гренландии мы видим гораздо больше талой воды над ледяными щитами, и мы знаем, что когда она стекает на дно, она может изменить скорость течения ледяного щита Гренландии по мере его движения к морю».
По ее словам, сейчас наземные ледяные щиты Антарктиды тают не так сильно по сравнению с плавучими шельфовыми ледниками или по сравнению с Гренландией, но ситуация, вероятно, изменится с дальнейшим потеплением.
Даже небольшое повышение температуры Мирового океана может привести к скачкообразному ускорению таяния ледников в Антарктиде, пишут британские ученые Александр Брэдли и Айэн Хьюитт в статье для научного журнала Nature Geoscience.
«Мы обнаружили, что рост температуры океана может привести к переломному моменту, после которого океанская вода в неограниченной мере будет проникать под ледяной щит за счет неудержимого таяния», — говорится в публикации.
Ученые поясняют, что потепление морской воды, которая постепенно растапливает ледник и проникает под щит, рано или поздно приведет к очень быстрому затоплению пустот во льду и резкому росту скорости таяния. Но предсказать наступление такого «переломного момента» для ледника крайне трудно, отмечают они.