В последние годы исследователи в Антарктиде обнаружили сотни взаимосвязанных жидких озер и рек, находящихся в самом льду. И они изобразили толстые бассейны отложений подо льдом, потенциально содержащие самые большие резервуары воды из всех. Но до сих пор никто не подтвердил наличие большого количества жидкой воды в подледных отложениях и не изучил, как она может взаимодействовать со льдом, сообщает «phys.org».
Теперь команда из Колумбийского университета впервые нанесла на карту огромную, активно циркулирующую систему подземных вод в глубоких отложениях в Западной Антарктиде. Они говорят, что такие системы, вероятно, распространенные в Антарктиде, могут иметь пока неизвестные последствия для того, как замороженный континент реагирует на изменение климата или, возможно, даже способствует ему.
«Количество подземных вод, которое мы обнаружили, было настолько значительным, что, вероятно, влияет на процессы ледяного потока. Теперь мы должны узнать больше и выяснить, как включить это в модели», - говорит Хлоя Густафсон, одна из исследовательской команды.
Ученые в течение десятилетий летали на радарах и других инструментах над антарктическим ледяным щитом, чтобы получить изображения подповерхностных объектов. Среди прочего, эти миссии выявили осадочные бассейны, зажатые между льдом и коренными породами. Но воздушная геофизика, как правило, может выявить только грубые очертания таких объектов, а не содержание воды или другие характеристики.
В одном исключении, исследование 2019 года в сухих долинах Мак-Мердо в Антарктиде использовало вертолетные инструменты для документирования нескольких сотен метров подледниковых подземных вод ниже примерно 350 метров льда. Но большинство известных осадочных бассейнов Антарктиды намного глубже.
Большинство обширных осадочных бассейнов Антарктиды лежат ниже текущего уровня моря, вклинившись между коренными породами сухопутными льдами и плавающими морскими шельфовыми ледниками, которые окаймляют континент.
Считается, что они сформировались на морском дне в теплые периоды, когда уровень моря был выше. Если шельфовые ледники отойдут назад в условиях потепления климата, океанские воды могут вновь вторгнуться в отложения, а ледники за ними могут устремиться вперед и поднять уровень моря во всем мире, считают Колумбийские специалисты.
Команда использовала технику, называемую магнитотеллурической визуализацией, которая измеряет проникновение в Землю естественной электромагнитной энергии, генерируемой высоко в атмосфере планеты. Лед, отложения, пресная вода, соленая вода и коренные породы проводят электромагнитную энергию в разной степени.
Измеряя различия, исследователи могут создавать МРТ-подобные карты различных элементов. Команда посадила свои инструменты в снежные ямы, в конечном итоге получив показания примерно в четырех десятках мест. Они также повторно проанализировали естественные сейсмические волны, исходящие от Земли, которые были собраны другой командой, чтобы помочь различить коренные породы, осадок и лед.
Их анализ показал, что, в зависимости от местоположения, отложения простираются ниже основания льда от полукилометра до почти двух километров, прежде чем удариться о коренную породу. И они подтвердили, что отложения загружены жидкой водой до самого низа.
Соленая вода проводит энергию лучше, чем пресная, поэтому они также смогли показать, что подземные воды становятся более солеными с глубиной. Кей сказал, что это имеет смысл, потому что осадки, как полагают, были сформированы в морской среде давным-давно примерно от 5000 до 7000 лет назад. Вероятно, они продолжают фильтроваться и смешиваться и сегодня.
Исследователи говорят, что этот медленный слив пресной воды в отложения может предотвратить накопление воды у основания льда. Это может выступать в качестве тормоза для движения льда вперед. Измерения других ученых на линии заземления ледяного потока — точке, где наземный ледяной поток встречается с плавающим шельфовым ледником — показывают, что вода там несколько менее соленая, чем обычная морская вода. Это говорит о том, что пресная вода течет через отложения в океан, освобождая место для поступления большего количества талой воды и поддерживая стабильность системы.
Тем не менее, исследователи говорят, что, если поверхность льда истончится — явная возможность по мере потепления климата — направление потока воды может быть изменено. Вышележащее давление уменьшится, и более глубокие грунтовые воды могут начать подниматься к ледяному основанию. Это могло бы дополнительно смазать основание льда и увеличить его движение вперед. (Уилланы уже перемещают лед в море примерно на метр в день — очень быстро для ледникового льда.) Кроме того, если глубокие грунтовые воды текут вверх, они могут переносить геотермальное тепло, естественным образом генерируемое в коренной породе; это может еще больше оттаять основание льда и продвинуть его вперед. Но произойдет ли это и в какой степени, неясно.