Od kilku lat trwają badania Antarktydy Zachodniej mocno skoncentrowane na dokładniejszym zbadaniu dna lodowców szelfowych, gdzie w coraz bardziej niepokojący sposób przenikają ciepłe wody oceaniczne, które roztapiają lód, tworząc specyficzne wnęki i jamy lodowe. Szczególne duże zaniepokojenie wzbudza jeden z dwóch największych lodowców szelfowych Antarktydy Zachodniej, którym jest Thwaites. Jego rozpad w niecce kontynentalnej może przyczynić się do powstania znacznie przyspieszonego wzrostu poziomu morza, co może to mieć wiele poważnych konsekwencji, prowadzących do groźnych podtopień na wielu wybrzeżach świata, które są nisko położone nad poziomem morza.
Naukowcy z Międzynarodowej Współpracy nad Lodowcem Thwaites (ITGC – International Thwaites Glacier Collaboration), której główną koordynatorką była Anna Wåhlin, profesor oceanografii na Uniwersytecie w Gothenburgu, w 2019 roku omówili dokładną analizę topograficzną podłoża lodowca Thwaites za pomocą autonomicznego pojazdu podwodnego (AUV – Autonomous Underwater Vehicle), nazwanego “Ran” (od imienia nordyckiej bogini morza), który wykonał pomiary mocy, temperatury, zasolenia i zawartości tlenu w prądach oceanicznych 1.
—
Fot. Lodowiec Thwaites na Zachodniej Antarktydzie, który obecnie przechodzi dramatyczne zmiany. Pracując razem, dwa interdyscyplinarne zespoły badawcze – THOR i TARSAN – w 2019 r. rozmieściły autonomiczny pojazd podwodny (AUV) „Ran”, wodując go ze statku RV Nathaniel B. Palmer. Umieszczenie AUV w obszarze Lodowca Thwaites miało na celu zbadanie historii lodowca oraz zrozumienie, w jaki sposób wpływają na niego coraz cieplejsze wody oceaniczne. Żródło: Alexandra Mazur, Uniwersytet w Göteborgu/Rob Larter, British Antarctic Survey.
—
Szczegóły tej pracy pokazały obraz ścieżek ciepłych wód głębinowych, które wypływają z Zatoki Pine Island lodowca szelfowego Pine Island. Następnie przepływają przez obszar wodny omijając grzbiet podwodny, który dotąd uważano że skutecznie blokuje napływ ciepłych wód głębinowych. Okazało się jednak, że nie. Wnikają one do wnęki pod spód lodowca Thwaites ze wschodniej odnogi, tam gdzie znajduje się połączenie od strony Zatoki Pine Island. Ciepłe wody głębinowe wnikając coraz intensywniej i w coraz większej ilości we wnękę wspomnianego szelfu uszkadzają jego punkty zakotwiczenia, w których lód przestaje być stabilny z dnem morskim.
Grupa badawcza zmierzyła również transport ciepła w jednym z trzech kanałów, które prowadzą ciepłą wodę w kierunku lodowca Thwaites z północy.
—
Rys.1. Sugerowane ścieżki i obszar mieszania wody pod jęzorem lodowym Thwaites i wschodnim szelfem lodowym, wywnioskowane z przedstawionych danych. Czerwona strzałka wskazuje główną ścieżkę ciepłej słonej wody, niebieska strzałka wskazuje odpływ słodkiej wody z roztopów, a czerwona przerywana strzałka wskazuje możliwy dopływ ciepłej słonej wody poniżej zakresu akustycznego profilera prądu Dopplera (ADCP – acoustic Doppler current profiler) na statku. Niebieskie cieniowanie pokazuje batymetryczne rynny, a fioletowe linie wskazują strefy gruntowania. Dwie strzałki z Zatoki Pine Island wskazują, że na podstawie obecnego zbioru danych nie jest możliwe zidentyfikowanie, która część tego regionu jest źródłem głębokiej wody (Anna Wåhlin i inni, 2021).
Dr Alastair Graham z Uniwersytetu Południowej Florydy w serwisie Science Daily powiedział 2:
Kanały dostępu ciepłej wody atakującej Thwaites nie były nam znane przed badaniami. Używając sonarów na statku o bardzo wysokiej rozdzielczości oraz posługując się robotem Ran , byliśmy w stanie odkryć, że istnieją wyraźne ścieżki, którymi woda wpływa i wypływa z wnęki szelfu lodowego, na które wpływa geometria dna oceanu.
Naukowcy też dostrzegli różnice w zasoleniu, natlenieniu i temperaturze pomiędzy wodami w aktywnym obszarze gromadzenia się ich we wnęce pod spodem lodowca Thwaites.
Dr Rob Larter, geofizyk z Brytyjskich Badań Antarktyki (British Antarctic Survey), będący głównym badaczem projektu THOR w ITGC, i który wziął udział w rejsie w 2019 roku, powiedział następująco:
W tej pracy podkreślono, że to, jak i gdzie ciepła woda wpływa pod lodowiec Thwaites, zależy od kształtu dna morskiego i podstawy szelfu lodowego, a także od właściwości samej wody.
Dzięki śledzeniu przez naukowców z ITGC robota podwodnego Ran, udało się im sporządzić dokładne mapy batygraficzne, w których kluczowe jest dowiedzenie się jakimi ścieżkami zmierzają coraz cieplejsze wody głębinowe pod spód lodowców szelfowych, w tym bardzo niestabilnego Thwaites.
Profesor Karen Heywood z Uniwersytetu Wschodniej Anglii (University of East Anglia), która była główną badaczką projektu TARSAN z ITGC, w Science Daily stwierdziła:
To była pierwsza wyprawa Ran w rejony polarne, a jej eksploracja wód pod lodowym szelfem była o wiele bardziej udana, niż mogliśmy mieć nadzieję. Planujemy wykorzystać te ekscytujące odkrycia w kolejnych misjach pod lodem w przyszłym roku.
—
Fot. Szwedzki autonomiczny pojazd podwodny „Ran”. Źródło zdjęcia Filip Sted (Uniwersytet w Göteborgu). RAN specjalizuje się w wysokiej jakości mapowaniu batymetrycznym.
Profesor Anna Wåhlin dodała w tym samym serwisie, podsumowując przeprowadzone prace w rejonie Antarktydy Zachodniej niedaleko lodowca szelfowego Thwaites:
Dobra wiadomość jest taka, że po raz pierwszy zbieramy teraz dane, które umożliwią nam modelowanie dynamiki lodowca Thwaites. Te dane pomogą nam lepiej obliczyć topnienie lodu w przyszłości. Dzięki nowej technologii możemy ulepszyć modele i zmniejszyć wielką niepewność, która obecnie panuje wokół zmian poziomu mórz na świecie
Badanie batymetrii wybrzeża zostało zastosowane przy użyciu echosondy wielozowiązkowej. Ogólnie potwierdziło ono obecność kanałów, które prowadzą w kierunku szelfu lodowego po obu stronach języka szelfu lodowego Thwaites. Te kanały są znacznie głębsze niż przewidywały to wcześniej modele grawitacyjne. O co najmniej 100-300 metrów.
—
Referencje:
- Wåhlin A. et al., 2021 ; Pathways and modification of warm water flowing beneath Thwaites Ice Shelf, West Antarctica ; Science Advances ; https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abd7254
- University of Göteborg, 2021 ; Disturbing currents: warm water flowing under the “glacier of the Holocaust” ; Science Daily ; https://www.sciencedaily.com/releases/2021/04/210409145854.htm