Автор статьи: Пол Горман (Paul Gorman)
Антарктический ледник, выступающий мерилом изменения климата, может таять быстрее из-за сложного процесса обмена между холодной талой ледниковой водой и более теплой глубинной океанической водой.
Это предварительное заключение полярного геофизика д-ра Джеймина Гринбаума (Jamin Greenbaum) из Института океанографии Скриппса в Сан-Диего. Гринбаум, уже много лет работающий с программным обеспечением Oasis montaj от Seequent, использует его для выявления и изучения океанографических процессов, приводящих к таянию ледникового льда, чтобы расширить знания человечества об уязвимой системе Земли.
В марте Гринбаум провел двухнедельный научный визит в Университет Кентербери после завершения своей семнадцатой экспедиции к ледникам на борту южнокорейского научно-исследовательского ледокола RV Araon.
Главным объектом его исследований является ледник Туэйтса в Западной Антарктиде, на побережье моря Амундсена.
Этот ледяной массив, известный как «ледник Судного дня», по площади сопоставим с Флоридой и с начала века потерял более 1 триллиона тонн льда. В период между 1979 и 2017 гг. на долю Антарктиды пришлось 14 % от глобального повышения уровня моря.
Ученые и экологи обеспокоены тем, что обрушение ледника может вызвать катастрофическое разрушение Западно-Антарктического ледяного щита и повысить уровень мирового океана более чем на три метра.
Доктор Джеймин Гринбаум из Института океанографии Скриппса в Сан-Диего использует программное обеспечение Oasis montaj от Seequent, чтобы определить место соприкосновения ледника с морским льдом.
Источник: Seequent
Во время этой летней экспедиции к южному полюсу Гринбаум и его коллеги-исследователи работали в четырех местах вокруг треснувшего языка ледника Туэйтса, используя специализированную платформу RIFT-OX (Remote Ice Fracture – Ocean eXplorer) с вертолета для сбора данных из иначе недоступных и опасных трещин ледника.
На каждой площадке вертолет использовал RIFT-OX, чтобы пробиться через тонкий лед, а затем лебедка опускала бутылки для забора проб воды на глубину 850 м для анализа различных параметров, включая температуру и соленость. Видео и данные напрямую передавались обратно на судно через спутниковый интернет Starlink и Wi-Fi дальнего действия, позволяя ученым просматривать данные в режиме реального времени и решать, когда закрывать бутылки.
Гринбаум проводил свои исследования с южнокорейского научно-исследовательского ледокола RV Araon.
Источник: Джеймин Гринбаум (Jamin Greenbaum)
Гринбаум сказал, что сделал «первый проход» на борту корабля, анализируя воду с разных глубин. После этого необходимо полностью обработать и проанализировать возвращенные образцы.
«Теперь нам нужно доставить наши образцы в Океанографический институт Вудс-Хоул, чтобы его специалисты смогли проанализировать инертные газы с помощью масс-спектрометра для окончательной интерпретации данных. Наша конечная цель — однозначно определить наличие подледникового стока путем анализа концентраций инертных газов».
Он считает, что пресная вода, находящаяся под ледником Туэйтса, может играть значительную роль в ускорении таяния его нижней части. Как ни странно, оказывается, что холодная пресная вода, стекающая с ледника, наносит ему больший вред, чем более теплая соленая морская вода, которая находится под ним, ближе к морскому дну.
«Когда вода выходит из-под ледяного шельфа, она мощно поднимается как конвективный восходящий поток вдоль нижней поверхности льда. Шлейф пресной воды настолько плавуч и турбулентен, что его интенсивность усиливается.
Когда этот поток поднимается, он подтягивает теплую, относительно соленую воду выше в сторону ледяного шельфа, где она контактирует с гораздо большим количеством льда, вместо того чтобы оставаться внизу, в стратифицированном состоянии.
В итоге таяние льда протекает настолько интенсивно, как вы вряд ли могли бы себе представить».
Что в результате? Значительно более высокие скорости базального таяния, которые, возможно, выросли на целых 50 %.
Результаты могут быть использованы для создания более надежных моделей будущего процесса таяния и вероятного повышения уровня моря, а также для разработки политики в сфере регулирования прибрежных территорий и климатических вопросов.
Гринбаум отметил, что без программного комплекса Oasis montaj их исследования проходили бы намного медленнее.
«Когда вы работаете в полевых условиях, гораздо лучше иметь возможность использовать такую среду, как Oasis montaj, чтобы быстро получать нужную информацию.
В рамках той работы, которую я выполняю, этот инструмент объединяет возможности картирования и базы данных. Это действительно удобно. Мне также нравится его быстрота. Результат реально быстрый: работает, прямо сейчас».
RIFT-OX в действии: сбор данных на языке ледника Туэйтса.
Источник: Джеймин Гринбаум (Jamin Greenbaum)
Инструмент Oasis montaj был незаменим для загрузки маршрутов и целей аэросъемки, а также для их визуализации с использованием различных сеток.
«Мы собираем данные там, где раньше никогда этого не делали. Для планирования эксперимента мне нужно загрузить всю известную нам информацию о регионе, чтобы принять взвешенное решение о том, как проложить маршруты и каким должно быть расстояние между ними, или… где разместить блок датчиков.
Oasis — отличный инструмент: я могу быстро переключаться между различными картами контекстов, а в процессе сбора данных я могу с легкостью упорядочить их по сетке и затем добавить на карту.
Мы берем новый спутниковый снимок, вставляем его, смотрим, где находятся трещины относительно наших зондов, установленных в предыдущие года, и планируем следующий полет».
Гринбаум также использует функцию «математические операции с сетками», предусмотренную программой Oasis montaj, для различения ледникового льда и морского льда в цифровых моделях рельефа высокого разрешения, полученных со спутника. Он делает это совместно с аспиранткой Кембриджского университета Сиобхан Джонсон (Siobhán Johnson), сотрудницей Британской антарктической службы: по собранным ею кернам морского льда определяют показатель плотности.
«Даже приблизительные значения плотности критически важны для получения обоснованного ответа. Выполняя математические операции с сетками в программе, я предполагаю, что если высота поверхности превышает 10 м, это указывает на наличие ледникового льда. Если этот показатель меньше, я предполагаю, что это морской лед с более низкой плотностью.
Поскольку Сиобхан занималась отбором кернов на месте, она могла сообщать мне [фактическую] плотность морского льда, которую я использовал в качестве жесткого ограничения в своих математических расчетах с сетками».
В дополнение к поддержке Корейского института полярных исследований (Korea Polar Research Institute) и компании Seequent, работа специалистов финансировалась Фондом науки и технологий США (Fund for Science and Technology), некоммерческим обществом The Explorers Club и Институтом океанографии Скриппса.
Гринбаум заметил, что вопрос о том, состоится ли экспедиция, был неясен до тех пор, пока почти «в последнюю секунду» не было получено финансирование на предстоящий сезон.
Доктор Джеймин Гринбаум рассказывает о своей работе в интервью с компанией Seequent в 2024 году.
Источник: Seequent