Геологи: Ледники тают при похолодании и растут при потеплении

Оказывается, при похолоданиях климата крупные ледники быстрее съезжают в морскую воду и поэтому интенсивнее тают.

Учёные из Мичиганского университета (США) предложили объяснение тому, почему ледовые щиты в конце прошлого ледникового периода таяли в холодные периоды и росли в тёплые. Их объяснение этого контринтуитивного процесса показывает, что подобное может случиться и в наше время. Соответствующая статья опубликована в Nature.

Авторы использовали модель, ранее разработанную ими для анализа текущего разрушения льдов Гренландии. По ней, таяние краёв ледникового покрова начинается у морского берега, когда лёд начинает контактировать с морской водой. Эта вода имеет намного большую теплоёмкость, чем воздух, с которым ледник соприкасается на суше. Чтобы выяснить, как изменяются со временем шансы ледового покрова при контакте с морской водой, исследователи включили в модель влияние ледника на "подстилающую" его сушу. Известно, что большие массы льда, скапливаясь на острове или материке, со временем вдавливают его твёрдую поверхность вглубь планеты. Например, Антарктида за 30 миллионов лет существования ледникового покрова сильно просела, и если бы льды на ней растаяли, площадь её сократилась бы на треть.

Заложив в свою модель влияние льда на рельеф, учёные применили её к серии таяний древнего Лаврентийского ледового щита на территории современной Канады 10–100 тысяч лет назад. Обнаружилась неожиданная закономерность: когда климат в модели становился холоднее, от ледника откалывались огромные массивы прибрежного льда. Если климат в течение сотен лет становился более тёплым, ледник, напротив, нарастал. Это происходило потому, что в холодном периоде лёд накапливался быстрее, и масса, давящая на подлёдную сушу, резко росла. Та в результате опускалась, из-за чего прибрежные части ледника своим основанием начинали контактировать с водой.

В океане периодически происходят спонтанные колебания температуры на один-два градуса. Это происходит за счёт лёгкого изменения направления течений. Притом атмосферный воздух температуру может и не поменять. Согласно моделированию, достаточно потепления воды на 1–1,5 градуса, чтобы подножие ледника начало быстро подтаивать. Это вызывает сёрдж — быстрое скольжение льда по слою оттаивающей воды (до 300 метров в сутки). Скольжение уносило куски ледника в море, где они таяли. Общее потепление могло уничтожить ледник, лишь если оно очень сильно повышало среднегодовую температуру воздуха — не менее чем на несколько градусов. Только в этом случае он мог растаять без контакта с морской водой.

Исследование впервые разрешает давний парадокс Лаврентийского щита. Из геологических данных известно, что в последнем ледниковом периоде он таял, когда воздух становился холоднее, и нарастал, когда тот теплел. Ранее объяснить это никак не удавалось: никто не учитывал проседание суши под весом накапливающегося льда. Работа также показывает, что судить о состоянии и перспективах таяния ледниковых щитов на основе температуры воздуха, как это делают сегодня, недостаточно корректно. Более важно то, насколько ледники у берегов Гренландии и Антарктиды контактируют своими подножиями с морской водой и каковы изменения в её температуре. Как отмечают авторы, в последние десятилетия она там повысилась примерно на ту же величину, что в их модели вызывала откалывание крупных массивов льда от древнего Лаврентийского щита.