Впервые исследователи смогли провести всесторонние наблюдения за талыми водами ледников зимой, используя инструменты, прикрепленные к головам тюленей, обитающих у ледника Пайн-Айленд, в отдаленном море Амундсена на западе Антарктиды.
Суровые условия окружающей среды в Антарктике ограничивают использование большинства традиционных систем наблюдения, таких как корабли и самолеты, особенно зимой.
Но океанологи, работающие с биологами, использовали данные, собранные помеченными тюленями, для измерения температуры и солености воды.
Статья «Зимние наблюдения за тюленями выявляет поверхность ледниковой талой воды в юго-восточной части моря Амундсена», опубликованная сегодня в журнале «Коммуникации: Земля и окружающая среда».
Исследователи обнаружили очень изменчивое распределение талой воды с двумя слоями, богатыми талой водой – один в верхних 250 метрах, а другой на глубине около 450 метров – соединенных рассеянными колоннами, богатыми талой водой. Наиболее отчетливо гидрографические признаки талой воды проявляются зимой, когда ее присутствие можно однозначно нанести на карту; этот анализ возможен только зимой.
Талая вода, выходящая на поверхность, обеспечивает приповерхностное тепло, которое помогает поддерживать участки открытой морской воды, окруженные морским льдом, близко к ледникам, и может изменить скорость таяния этих хрупких шельфовых ледников. Эти результаты предлагают важные ключи к более точному прогнозированию будущей климатической системы и повышения уровня моря.
Ледник Пайн-Айленд стремительно тает, вынося талая ледниковая вода в океан.
Считается, что талая ледниковая вода играет определенную роль в гидрографии и распределении морского льда, но до сих пор об этом было мало что известно.
Иси Чжэн, аспирант Школы экологических наук UEA, является ведущим автором исследования. Она сказала: «Температура и соленость воды меняются везде, где есть талая ледниковая вода. Так же, как поиск «отпечатка пальца» талой ледниковой воды, мы используем данные о температуре и солености для отслеживания ледниковой талой воды.
«Распределение ледниковой талой воды очень неоднородно. Он плохо смешивается с окружающей водой, вместо этого он течет по двум слоям, богатым талой водой, на верхних 250 метрах и на высоте около 450 метров, соединенных колоннами, богатыми талой водой.
"Поскольку талая ледниковая вода теплее и свежее, чем окружающая вода, она легче окружающей воды и с большей вероятностью поднимется вверх.
Он приносит тепло и питательные вещества, такие как железо, к поверхности, что может растопить морской лед у ледников и повысить уровень питательных веществ у поверхности. Это усиливает взаимодействие между воздухом и морем, а питательные вещества, связанные с талой водой, могут стимулировать рост морских планктонов, таких как водоросли."
Выявленные в ходе исследования зимние процессы, вероятно, важны для переноса питательных веществ в приповерхностный слой до весеннего цветения и для переноса тепла на поверхность для предотвращения образования морского льда.
Это действие помогает поддерживать открытые водные пространства, называемые полыньями, перед ледниками.
Многие ледники вокруг Антарктиды быстро истончаются, в первую очередь из-за таяния базальных слоев (i.е. таяние, которое происходит на границе между океаном и ледником шельфового ледника).
О самом сильном таянии сообщалось в ледниках Западной Антарктики, таких как ледник Пайн-Айленд, где проводились исследования.
Объем производимой талой воды невелик по сравнению с объемами морей антарктического шельфа, но считается, что она оказывает непропорционально большое влияние на региональную циркуляцию и климат.
Тепло от талой воды, вероятно, предотвратит образование морского льда, допуская таяние морского льда и, таким образом, увеличивая площадь открытых водоемов перед ледниками.
Сильный морской ветер у фронта ледника также может переносить теплые приповерхностные воды дальше и расширять регион, подверженный влиянию талых вод. Эти увеличенные полыньи (открытые водные пространства, окруженные льдом) могут затем привести к усилению потоков воздуха и моря и оказать дальнейшее воздействие на отщепление айсбергов и таяние ледников.
Семь южных морских слонов (Mirounga leonina) и семь тюленей Уэдделла (Leptonychotes weddellii) были пойманы и помечены с помощью спутниковых регистраторов данных CTD в районе моря Амундсена в феврале 2014 г. Данные были собраны организацией "Морские млекопитающие, исследующие от полюса до полюса океанов" (MEOP). Исследователи из университетов Гетеборга и Род-Айленда также внесли свой вклад.
Ученые говорят, что необходимы дальнейшие исследования.
Исследование было основано на данных о метках тюленей с ледника Пайн-Айленд за один год, поэтому его нельзя использовать для расчета тенденций с течением времени или учета межгодовой изменчивости, такой как Эль-Ниньо-Южное колебание, которое может повлиять на глобальную температура воды.