Источник фото — Российский научный фонд
Таяние антарктических ледников в теории может привести к повышению уровня воды в Мировом океане и, как следствие, затоплению многих прибрежных территорий. Чтобы достоверно оценить этот риск, необходимо учитывать не только само таяние ледников на побережье Антарктиды, но и повышение температуры в центральной части континента, которое приводит к переносу теплого воздуха и выпадению снега. Вместе с осадками в Антарктиду возвращается часть той воды, которая попала в мировой океан при таянии ледников, что может компенсировать скорость подъема уровня воды.
Чтобы оценить этот эффект, ученые из Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) и Шаньдунского педагогического университета совершили экспедицию на антарктическую станцию «Восток», где извлекли из-под поверхности ледника три керна – вертикальных «столбика» льда длиной около 70 метров каждый. Такие образцы позволяют определить свойства льдов, которые откладывались на протяжении тысячелетий, и условия, в которых они формировались.
«Когда в Антарктиде выпадает снег, он откладывается на поверхности ледника и скапливается в течение сотен тысяч лет. Со временем этот снег уплотняется и превращается в лед. Если проанализировать толщину, химический и изотопный состав образующихся таким образом ледяных слоев, можно узнать скорость накопления снега на материке и даже определить, как менялась температура воздуха над континентом в разные периоды», – цитирует Российский научный фонд кандидата географических наук Алексея Екайкина.
Сначала ученые выделили слои, в которых содержались специфичные для крупных извержений вулканов соединения, в том числе сульфаты. Например, в 1992 г. произошло извержение филиппинского вулкана Пинатубо, а в 1964 г. – вулкана Агунг в Индонезии. Соответствующие этим годам слои керна содержали большие концентрации сульфатов, чем соседние, поэтому исследователи отталкивались от них при определении возраста других ледяных слоев.
Затем авторы сопоставили толщину слоев керна и их возраст и рассчитали, сколько снега скапливалось в Антарктиде в разные периоды времени на протяжении последних 2200 лет. Оказалось, что со 168 года до нашей эры вплоть до XIX века скорость накопления снега в Антарктиде снизилась на 1%, тогда как с началом индустриального периода в первой половине XIX века она серьезно возросла: сейчас снег накапливается в центральных районах Антарктиды на 24% быстрее, чем 200 лет назад.
Чтобы доказать, что такие изменения связаны с ростом температуры у поверхности Земли, авторы определили в различных участках кернов количество «тяжелой» воды – молекул, содержащих «тяжелый» водород (дейтерий) и «тяжелый» кислород (кислород-18). Чем выше температура атмосферы, тем больше «тяжелых» изотопов с облаками доносится в высокие широты — к Южному и Северному полюсам. Поэтому по мере потепления во льдах становится все больше этих частиц.
Сравнив количество изотопов в разных слоях кернов, авторы математически рассчитали, что с 1816 года температура воздуха над исследуемой территорией повысилась примерно на 1–2 градуса Цельсия. Как следствие, с потеплением на 1 градус Цельсия скорость накопления снега в Антарктиде увеличивается в среднем на 11%. Эти данные будут полезны при построении климатических моделей и прогнозировании уровня океана.
«Полученные нами данные позволяют скорректировать существующие прогнозы с учетом того, что все больше воды по мере потепления возвращается в Антарктиду в виде осадков. В дальнейшем мы планируем расширить географию наших наблюдений, проведя измерения на других антарктических станциях», – цитирует Российский научный фонд Алексея Екайкина.
