Западноантарктический ледяной щит — это гигантский массив льда, который уже давно беспокоит ученых своей нестабильностью. В прошлом он уже полностью разрушался во время глобального потепления и в будущем его может ожидать такая же ситуация.
Исследуя прошлое антарктических ледников
Ледники Туэйтс и Пайн-Айленд, расположенные в секторе моря Амундсена Западного антарктического ледяного щита (WAIS), являются одними из самых быстро тающих ледников на Земле. Вместе они теряют лед быстрее, чем любая другая часть Антарктиды, вызывая серьезные беспокойства по поводу долгосрочной стабильности ледяного щита и его вклада в будущее повышение уровня моря.
Чтобы лучше понять риски, которые более теплые условия несут для Западного антарктического ледникового щита (WAIS), исследователи обращаются к плиоценовой эпохе (5,3–2,58 млн лет назад), когда глобальные температуры были примерно на 3–4°C выше, чем сегодня, а уровень моря был более чем на 15 м выше, причем таяние льда из Антарктиды в значительной степени способствовало этому повышению.
Сейчас, исследуя осадочные породы глубинного моря из этого региона, исследователи из группы IODP Exp379 обнаружили, что край WAIS отступал далеко внутрь континента, по крайней мере, пять раз в течение плиоценового периода.
Осадочные породы континентального шельфа рассказывают историю
Ученые хотели исследовать, полностью ли распался Западноантарктический ледяной щит во время Плиоцена, как часто происходили такие события и что их вызывало?
Команда проанализировала морские осадки, собранные во время экспедиции IODP 379. Осадки, отобранные на сайте U1532 на континентальном подъеме моря Амудсена, служат историческим архивом, фиксирующим изменения ледниковых щитов и океанических условий в течение миллионов лет.
Они выделили два разных слоя осадков, отражающих чередование холодных и теплых климатических фаз: толстые, серые и мелколаминированные глины из холодных ледниковых периодов, когда лед распространялся на значительную часть континентального шельфа; и более тонкие, зеленоватые слои, образованные во время более теплых межледниковых периодов.
Зеленый цвет обусловлен наличием микроскопических водорослей, что свидетельствует об открытых океанских водах, свободных ото льда. Важно, что эти слои теплого периода также содержат обломки, перенесенные айсбергами (IRD) — небольшие каменные фрагменты, которые откололись от Антарктического континента. Дрейфуя по морю Амундсена и постепенно тая, айсберги высвобождали эти обломки на дно океана.
Команда идентифицировала 14 заметных интервалов, богатых IRD, в период между 4,65 и 3,33 миллиона лет назад, каждый из которых интерпретирован как важное событие таяния, когда Западноантарктический ледниковый щит частично отступал.
Отслеживание происхождения осадочных пород
Чтобы определить, насколько далеко вглубь суши отступил лед, исследователи проанализировали химические отпечатки пальцев осадочных пород. Они измеряли изотопы стронция, неодима и свинца, которые изменяются в зависимости от возраста и типа исходной породы.
Сравнив эти отпечатки с современными осадочными породами морского дна и образцами коренных пород из Западной Антарктиды, команда отследила большую часть обломков к материковой части континента, особенно гор Эллсуорт-Уитмор.
Запись осадочных пород показывает последовательный четырехстадийный цикл потепления и похолодания. Во время холодных ледниковых периодов шапка была значительной и стабильной, покрывая континент. Когда климат потеплел, на ранний межледниковый период началось плавление ледника у его основания, что привело к отступлению ледниковой шапки вглубь континента.
Уязвимость Западноантарктического ледника к потеплению
При максимальной теплоте во время пиковой интергляциальной стадии крупные айсберги откалывались от отступающего ледяного края и переносили осадок из внутренней части Антарктики через море Амундсена. Когда температура снова снижалась во время начальной стадии ледникового периода, ледник быстро восстанавливался, толкая ранее отложенные осадки к краю шельфа и перемещая их вниз в более глубокие воды.
«Наши данные и результаты моделирования свидетельствуют о том, что сектор моря Амундсена Западноантарктического ледяного щита хранился на шельфе на протяжении всего плиоцена, прерываясь эпизодическими, но быстрыми отступлениями в подледниковый бассейн Берда или дальше вглубь континента, а не подвергался постоянному коллапсу».
Полученные результаты указывают на то, что WAIS сверх уровня его современного распространения испытывал значительные отступления, что подчеркивает его крайнюю уязвимость к предстоящему потеплению и потенциал к значительному повышению уровня моря.
По материалам phys.org
