Тази публикация в блога разглежда подробно как високите температури на морето и океанските течения в района на Западна Антарктика концентрират топла вода под малки ледени шелфове, ускорявайки топенето, и какво означава това явление за промените в ледените шелфове в цялата Антарктика.
Антарктическият континент съдържа огромно количество лед, достатъчно, за да повиши глобалното морско равнище с приблизително 57 метра, ако се стопи изцяло. Сред този лед, ледените шелфове се отнасят до структури, където масивната ледена покривка, покриваща сушата, с дебелина от няколко километра, се движи към брега под въздействието на гравитацията, като част от нея се простира над сушата и плава по морето. Приблизително 75% от бреговата линия на Антарктида е покрита от такива ледени шелфове, вариращи по дебелина от 100 метра до 1,000 метра в зависимост от региона. Променящата се маса на ледените шелфове с течение на времето е тясно свързана с глобалното затопляне и се третира като ключов елемент в изследванията на изменението на климата. Сред факторите, причиняващи загуба на лед от ледените шелфове, количеството лед, отчупващ се като айсберги, е сравнително добре наблюдавано. Данните за това колко лед се топи и изчезва от долната страна на ледения шелф поради влиянието на топлата морска вода обаче отдавна са оскъдни. Това е така, защото долната страна на ледения шелф е изключително труднодостъпна. Наскоро промените в моделите на вятъра около Антарктида позволиха на по-топлите дълбоки води да проникнат под ледените шелфове, което увеличи необходимостта от точни измервания на този процес. Топенето в основата на ледения шелф пряко влияе върху покачването на морското равнище около Антарктида.
Общата маса на ледения шелф се определя от четири фактора. Първо, количеството лед, което се стича от сушата, за да образува ледения шелф, е ключов фактор за увеличаване на неговата маса. Второ, количеството сняг, натрупано върху повърхността на ледения шелф, също допринася за неговия растеж. Обратно, количеството лед, което се отчупва като айсберги и се носи в океана, намалява масата на ледения шелф. По подобен начин, количеството лед, което се топи от основата на ледения шелф поради влиянието на топлата морска вода, също води до намаляване на ледения шелф. Общата промяна в масата на ледения шелф се изчислява въз основа на взаимодействието на тези четири фактора. Едва наскоро, с натрупването на сателитни данни, стана възможно тези елементи да се анализират прецизно.
Количеството лед, притичащ от сушата, за да образува ледения шелф, се изчислява чрез измерване на скоростта и дебелината на ледения поток на границата, където леденият шелф се среща със сушата. Скоростта на ледения поток може да се изчисли с точност до сантиметър, като се сравнят две радарни изображения, заснети от спътници през равни интервали от време. Дебелината на леда се изчислява чрез измерване на височината на леда, плаващ по водната повърхност, с помощта на спътникови алтиметри, след което се отчита плаваемостта, произтичаща от разликата в плътността между леда и морската вода.
Количеството сняг, натрупано върху ледения шелф, се изчислява чрез комбиниране на ледени ядра, получени чрез сондиране, с модели за прогнозиране на климата, постигайки относително висока точност. Количеството лед, загубен като айсберги, може да се измери въз основа на площта и дебелината на айсберга. На практика обаче проследяването е трудно, тъй като айсбергите се движат бързо и се топят бързо в морска вода, което прави прецизното количествено определяне трудно. Следователно, за да се гарантира дългосрочна надеждност, изследователите индиректно изчисляват загубата на маса от откъсването на айсберга, като измерват скоростта и дебелината на леда на референтна линия на няколко километра навътре от ръба на ледения шелф. Промените в общата площ и дебелина на ледения шелф се използват за определяне на общото увеличение или намаляване на масата на ледения шелф, което също така позволява да се оцени количеството на топещия се и изчезващ лед от основата на ледения шелф.
Резултатите от изследванията показват, че количеството лед, доставено от сушата до целия антарктически леден шелф за една година, е приблизително 2.049 трилиона тона, докато снегът, натрупан върху повърхността на ледения шелф, възлиза на около 444 милиарда тона. Обратно, загубата на лед при отделянето на айсберги от ледените шелфове възлиза на около 1.321 трилиона тона, докато загубата на лед поради топене в основата на ледения шелф, повлияна от топлата морска вода, е приблизително 1.454 трилиона тона. В крайна сметка цялата антарктическа ледена шелфова система е претърпяла годишна загуба на маса от около 282 милиарда тона. Сред тези загуби топенето на основата на ледения шелф е представлявало средно 52%, но е показало значителни регионални вариации, вариращи от минимум 10% до максимум 90%.
Анализът, разделящ антарктическите води на четири зони въз основа на географската дължина, разкри, че в малки ледени шелфове, като Пайн Айлънд и Кроз в Западноантарктическия регион, топенето на основата на ледения шелф е средно 74%. За разлика от това, в други региони обикновено се е движило около 40%. Забележително е, че леденият шелф Филхнер-Роне (обхващащ Северна и Югозападна Антарктика) и леденият шелф Рос (Южна Антарктика), които заедно произвеждат около една трета от всички антарктически айсберги, показват много нисък дял на топене на дъното на ледения шелф, само 17%.
Десетте най-големи ледени шелфа, които покриват 91% от площта на антарктическия леден шелф, представляват само около половината от общия обем на топене на дъното на антарктическия леден шелф. Останалата половина се случва върху малки ледени шелфове, покриващи само 9% от общата площ. Това явление възниква, защото малките ледени шелфове са концентрирани в относително по-топлите води на Западноантарктическо море. Следователно, подходът, използван в минали изследвания – просто екстраполиране на данни, центрирани върху големи ледени шелфове пропорционално по площ – вероятно значително е надценил общия обем на топене на дъното на антарктическия леден шелф.
Изследвайки обема на топене на дъното на ледените шелфове на единица площ, средната стойност за Антарктика е била приблизително 0.81 метра годишно. Регионалните вариации обаче са били значителни, вариращи от 0.07 метра до максимум 15.96 метра. Малките ледени шелфове в Западна Антарктика показват много високи скорости на топене, докато големите ледени шелфове в други региони показват относително ниски скорости. Тези разлики са резултат от сложното взаимодействие на топографията под ледените шелфове и температурната структура на морската вода. Топенето е особено интензивно под ледените шелфове близо до сушата, докато замръзването на морската вода всъщност се увеличава с разстоянието от сушата. Тези открития потвърждават, че топенето под леда в антарктическите ледени шелфове варира значително в зависимост от местните условия и морската среда и че има решаващо влияние върху покачването на глобалното морско равнище и климатичната система.
