Мы начинаем понимать, откуда во льдах Антарктики появляются таинственные дыры

Кора плавучего льда, которая каждую зиму формируется над морем Уэдделла в Антарктиде, скрывает необычную загадку. Время от времени появляются огромные дыры, обнажающие темные ледяные воды внизу.

Почему дыры появляются в определенные годы, а не в другие? Почему они вообще появляются? Это никогда не было ясно, но теперь, благодаря собранным данным от плавающих роботов, спутниковых изображений, ученые начинают это выяснять.

Эти дыры называются полыньями, и они довольно хорошо известны и распространены. Полыньи на самом деле очень полезны для антарктических животных, таких как тюлени, киты и пингвины, которые плавают под морским льдом и должны выходить на поверхность, чтобы дышать и отдыхать.

Но полынья моря Уэдделла своеобразна. Впервые она была обнаружена на спутниковых снимках в 1974 году около подводной горы под названием Мод-Райз, и она была огромна, размером с Новую Зеландию.

Затем она появилась в 1975 и 1976 годах, хотя температура воздуха в регионе была значительно ниже нуля. Однако после 1976 года дыра почти исчезла.

«Мы думали, что эта большая дыра в морском льду … была чем-то редким, возможно, процесс обледенения остановился, — сказал океанограф Итан Кэмпбелл из Университета Вашингтона.

Но в 2016 году она снова появилась, чуть меньших размеров. Затем она снова появилась в 2017 году. И исследование, проведенное в начале этого года, связало полынью 2017 года с циклонной активностью; однако, как и во многих глобальных явлениях, это может быть не так просто.

«Это исследование показывает, что эта полынья на самом деле вызвана рядом факторов, которые все должны выстроить в очередь, чтобы это произошло», — сказал океанограф Стивен Райзер из Университета Вашингтона. «В любой конкретный год у вас может произойти несколько таких вещей, но если они не случатся все, тогда у вас не будет полыньи».

Наши технологии значительно лучше, чем это было в 1970-х годах, и Антарктика в течение некоторого времени была областью интереса как из-за воздействия климатического кризиса на регион, так и из-за его влияния на остальной мир.

Это означает, что у команды было несколько доступных потоков данных, включая спутниковые данные за десятилетия.

Также были получены данные наблюдений углерода и климата в Южном океане (SOCCOM), системы плавающих приборов, которые дрейфуют в Южном океане для мониторинга температуры, солености и течения на глубину до 2000 метров. Эти исследования были начаты в 2014 году, так что есть данные за несколько лет.

И уже более десяти лет ученые оснащают морских слонов Антарктики приборами Argos Systems, которые включают в себя GPS и датчики температуры и солености. Это обеспечило третий поток данных.

В совокупности они позволили команде составить картину того, что вызывает таинственные дыры.

«Недавние полынья открылись из-за сочетания факторов, один из которых — необычные условия в океане, а другой — серия очень интенсивных штормов, круживших над морем Уэдделла с ураганными ветрами», — сказал Кэмпбелл.

Когда море особенно соленое, как это было в 2016 году, зимние штормы могут вызвать циркуляционную петлю обратной связи, где более теплая вода снизу поднимается на поверхность и охлаждается при контакте с воздухом. Это делает воду более плотной, поэтому она падает вниз и заменяется более теплой водой, которая затем охлаждается и опускается обратно, и так далее.

В свою очередь, все это препятствует образованию морского льда.

И это может иметь дальнейшие последствия для климата, считают исследователи. Это потому, что на дне Антарктического океана находится куча углерода.

«Этот глубокий резервуар углерода был закрыт в течение сотен лет, однако, через полынью он мог вентилироваться на поверхность», — сказал Кэмпбелл.

«Крупное выбросы углерода могут по-настоящему испортить климатическую систему, если это будет происходить несколько лет подряд».

Исследование было опубликовано в журнале Nature.