Неоднородное таяние возле линии заземления ледника Туэйтса

Nature, том 614, страницы 471–478 (2023 г.) Процитировать эту статью

12 тысяч доступов

6 цитат

1049 Альтметрика

Подробности о метриках

Исправление издателя к этой статье было опубликовано 24 февраля 2023 г.

Эта статья обновлена

Ледник Туэйтса представляет 15% стока льда с Западно-Антарктического ледникового щита и влияет на более широкий водосборный бассейн1,2,3. Поскольку ледник Туэйтса заземлён ниже уровня моря4,5, считается, что он подвержен безудержному отступлению, вызванному линией заземления (GL), на которой ледник достигает океана6,7. Недавнее ускорение ледяного потока2,8 и отступление ледяного фронта8,9,10 и GL11,12 указывают на то, что потеря льда будет продолжаться. Однако относительное воздействие механизмов, лежащих в основе недавнего отступления, остается неопределенным. Здесь мы показываем устойчивое отступление GL, по крайней мере, с 2011 по 2020 год, и раскрываем механизмы таяния шельфовых ледников в субметровом масштабе. Наши выводы основаны на наблюдениях Восточного шельфового ледника Туэйтса (TEIS) с подводного аппарата, простирающегося от ГЛ на 3 км в сторону океана и от границы лед-океан до морского дна. Эти наблюдения показывают грубую ледяную основу над морским дном, поднимающуюся вверх к GL, и океанскую впадину, в которой температура самой теплой воды превышает 2 °C выше точки замерзания. Данные, расположенные ближе всего к ледяному основанию, показывают, что усиленное таяние происходит вдоль наклонных поверхностей, которые начинаются вблизи GL и перерастают в террасы с крутыми склонами. Это выраженное таяние вдоль крутых поверхностей льда, в том числе в трещинах, приводит к расслоению, которое подавляет таяние вдоль плоских границ раздела. Эти данные подразумевают, что таяние, зависящее от склона, формирует ледяное основание и действует как важная реакция на потепление океана.

Морские океанические и атмосферные условия вынуждают теплые циркумполярные глубокие воды (ЦГВ) попадать на континентальный шельф моря Амундсена13,14, где это способствует потере льда и отступлению GL ледников, истощающих этот сектор Западно-Антарктического ледникового щита, включая ледник Туэйтс11. Ледник Туэйтса простирается в сторону моря от побережья Уолгрин, образуя Язык ледника Туэйтса (TGT) на западе и TEIS, который опирается на выступающую точку крепления на морском дне (рис. 1а). Теплая CDW течет к леднику вдоль береговой линии и по каналам морского дна15,16,17, где приводит к таянию. Ложе под наземным льдом, расположенным выше по течению, углубляется максимум до 2300 м ниже уровня моря4,5, что делает его подверженным крупномасштабному отступлению в результате таяния, вызванного океаном7. Обрушение ледника Туэйтса, который сам по себе представляет более чем полметра потенциального глобального повышения уровня моря, может также дестабилизировать соседние ледники, на долю которых приходится еще 3 метра будущего повышения уровня моря4.

a, Историческое положение GL (цветные линии/зоны после ссылки 12) демонстрирует заметное отступление GL за последние два десятилетия (карта QGIS: Landsat 8, 15 м пиксель-1, изображение канала 8 LC08_L1GT_003113_20200131_20200211_01_T2_B8, 31 января 2020 г.; красный прямоугольник обозначает регион исследования). b,c, Теплая вода доставляется близко к основанию льда (верхние серые области), показанные контурами теплового воздействия (в градусах выше точки замерзания на месте). Профили высот льда (черная линия) и морского дна (коричневые области) измеряются с помощью альтиметрии вверх и вниз с помощью Icefin, которые сравниваются с батиметрическими данными, полученными при картографировании и переднем гидролокаторе (рис. 2). Маленькие кружки обозначают трассу Icefin вдоль двух разрезов, приближающихся к GL, T1 (красный) и T2 (синий), показанных на нижней вставке (красный прямоугольник на рисунке a). Желтый кружок на вставке и вертикальная линия, проходящая через лед, обозначают расположение скважины. Трасса Т1 ориентирована под углом 5–10° к направлению течения ледника, а трасса Т2 — примерно под углом 50° к направлению течения; Icefin достиг точки стояния на леднике в конце Т2. Треугольниками b и c отмечены исторические местоположения GL, оцененные по данным спутниковой интерферометрии за 2011 год (белый цвет), а самая дальняя оценка ниже по течению в 2016 году (синий)12. На б жёлтый треугольник обозначает потенциальный клин GL, обнаруженный Icefin (рис. 2). Ближайшая к GL, хотя температура ниже, чем на глубине, океанская вода выдерживает более одного градуса термического воздействия. Ледяное основание меняется от неровного вблизи ГЛ к террасированному (ступенчатые элементы с все более крутыми сторонами) вблизи и ниже по течению от скважины, что указывает на прогрессирующее таяние. Трещины также содержат террасы, особенно четкие в c.