Данные спутниковых радаров позволили установить, что ледник Денмена, крупнейший на востоке Антарктиды, отступил за 20 лет на 5 километров, а конфигурация материкового ложа под ним делает его неустойчивым по сравнению с другими ледниками Восточной Антарктики и более подверженным разрушению под воздействием тёплых течений.
В исследовании, опубликованном 23 марта 2020 г. в Geophysical Research Letters, авторы из Jet Propulsion Laboratory и Калифорнийского университета в Ирвайне (University of California, Irvine, UCI) подытожили данные 20 лет спутниковых наблюдений за эволюцией ледника Денмена. Уточнённая модель рельефа объясняет его несимметричное отступление вдоль сверхглубокого каньона и предсказывает возможный переход к необратимому таянию при повышении температуры океана.
Ледник Денмена (Denman glacier) расположен в Восточной Антарктике, на Земле Королевы Мэри. Он имеет в ширину 20 километров и расположен над глубоким материковым каньоном. В рамках работ по созданию новой цифровой модели рельефа Антарктиды BedMachine Antarctica выяснилось, что каньон под ним является самой глубокой структурой на суше с глубиной около 3500 метров (о картировании подлёдного рельефа Антарктиды см. нашу заметку). Проект BedMachine Antarctica предназначен не только для уточнения карты рельефа Антарктики, но и, как непосредственное приложение. Он позволяет определить участки, на которых ледник в силу особенностей рельефа особенно неустойчив (как правило, речь идёт об отрогах гор и более мелких формах скального рельефа): можно ожидать, что при подтаивании ледника такие участки окажутся наиболее уязвимыми.
Объём льда в леднике Денмена настолько значителен, что при его полном растапливании уровень Мирового Океана поднялся бы на 1,5 м (для сравнения: если бы растаяла вся Антарктида, подъём уровня был бы 60 метров).
Исследовалось положение и миграция «линии налегания» ледника (grounding line) — границы, разделяющей наземные и плавучие его части. Эта линия не постоянна даже на стационарном леднике из-за приливных колебаний уровня океана: при высоком приливе ледник приподнимается за счёт силы Архимеда, и линия налегания отступает вглубь континента, а при отливе соответственно смещается в сторону океана. Поэтому говорят о зоне налегания — площади, по которой линия налегания ледника мигрирует с частотой приливов. При исследовании эволюции ледника за периоды в годы или десятилетия такие высокочастотные колебания необходимо учитывать, соответственно усредняя по ним. Если речь идёт о данных радарной съёмки, то для каждого пролёта спутника фаза прилива на тот момент могла быть разной. Для корректного учёта всех компонент системы (ледниковый покров, материковое ложе, батиметрия и т. д.) положение прилива на каждый момент в прошлом необходимо реконструировать из дополнительных моделей, что ощутимо усложняет такие задачи. Однако если фиксировать данные хотя бы по нескольким пролётам в течение года, можно определить зону налегания и затем более уверенно определять её дрейф с течением времени.
Первые данные по определению зоны налегания антарктического ледника относятся к 1996 году и получены радарной съёмкой со спутников ERS-1/2 Европейского космического агентства — первых европейских спутников для изучения Земли на околополярной орбите. Благодаря этим архивным данным исследователи получили возможность отследить эволюцию ледника за следующие два десятилетия. Новые радарные данные за 2016—2018 годы получены при помощи группы итальянских рекогносцировочных спутников COSMO-SkyMed, также обследующих Землю с полярной орбиты на высоте около 600 км. Они позволили уточнить модель рельефа в окрестностях этого ледника, а также установить, что ледник ожидаемо тает: за двадцать лет его линия налегания сместилась примерно на 5 километров, и потери льда составили 250 миллиардов тонн.
Кроме этого предсказуемого утверждения нетривиальными оказались выводы, полученные при детальном картировании материкового ложа. Отступление ледника несимметрично из-за его необычного расположения по отношению к океану. К океану обращена его восточная часть, однако наклонён ледник к западу, нависая над самым глубоким материковым каньоном с тем же именем. Восточная сторона ледника практически не отступает и удерживается за счёт фиксирующего её, как арматура, подлёдного хребта шириной 10 км, в то же время западная часть имеет возможность свободно съезжать вдоль каньона.
Такая конфигурация делает ледник более неустойчивым по отношению к возможному потеплению: при перемещении зоны налегания вниз по каньону наступающая масса океанской тёплой воды вступает в контакт с всё большей поверхностью ледника (положительная обратная связь). Если масса воды станет более тёплой, процесс ускорится. Сейчас каньон практически отделён от океана, однако при дальнейшем отступлении ледника может наступить точка бифуркации, после которой тёплое околополярное подводное течение получит доступ к ледовой массе, заполняющей каньон, а растопленный вследствие этого лёд окажется связан с океаном.
Скорость отступления ледника Денмена в Восточной Антарктике на порядок меньше, чем у вызывающих интерес гляциологов ледников Западной Антарктики, в частности, ледников залива Моря Амундсена и др. Последние омываются тёплыми течениями, и поэтому их таяние более ощутимо. На их фоне ледяной покров Восточной Антарктики выглядит устойчивым. Как показывает это исследование, эволюция ледника сильно зависит от рельефа и в определённых случаях, как этот, он может оказаться под угрозой при подъёме температуры океанской воды. Объём льда в крупных восточных ледниках значительнее, чем на западе материка, и поэтому их разрушение даже с меньшими скоростями также значимо для учёта последствий потепления.
