Ледник Пайн-Айленд ( PIG ) — это большой ледяной поток и самый быстро тающий ледник в Антарктиде, ответственный за около 25% потери льда в Антарктиде. [3] Ледниковые потоки текут с запада на северо-запад вдоль южной стороны Гудзоновых гор в залив Пайн-Айленд , море Амундсена , Антарктида . Он был нанесен на карту Геологической службой США (USGS) на основе исследований и аэрофотоснимков ВМС США (USN) в 1960–66 годах и назван Консультативным комитетом по названиям Антарктики (US-ACAN) совместно с заливом Пайн-Айленд. [1] [4]
Площадь, осушенная ледником Пайн-Айленд, составляет около 10% Западно- Антарктического ледникового щита . [5] Спутниковые измерения показали, что бассейн ледника Пайн-Айленд имеет больший чистый вклад льда в море, чем любой другой водосборный бассейн льда в мире, и этот показатель увеличился из-за недавнего ускорения ледяного потока. [6] [7]
Айсберг размером примерно в два раза больше Вашингтона, округ Колумбия, откололся от ледника в феврале 2020 года. Скорость льда на леднике Пайн-Айленд увеличилась до более чем 33 футов в день. [8]
Ледяной поток чрезвычайно удален: ближайшая постоянно занятая исследовательская станция в Ротере находится на расстоянии почти 1300 км (810 миль). [9] На эту территорию не претендует ни одна страна, а Договор об Антарктике запрещает любые новые претензии, пока он находится в силе. [10]
Антарктический ледниковый щит — это крупнейшая масса льда на Земле, содержащая объем воды, эквивалентный 57 м (187 футов) глобального уровня моря. [11] Ледяной щит образуется из снега, который падает на континент и уплотняется под собственным весом. Затем лед под действием собственного веса движется к краям континента. Большая часть этого переноса в море осуществляется ледяными потоками (быстро движущиеся ледяные каналы, окруженные более медленно движущимися ледяными стенами ) и выводными ледниками . [11] Антарктический ледниковый щит состоит из большого, относительно стабильного Восточно-Антарктического ледникового щита и меньшего по размеру, менее стабильного Западно-Антарктического ледникового щита. Западно-Антарктический ледниковый щит дренируется в море несколькими крупными ледяными потоками, большая часть которых впадает либо в шельфовый ледник Росса , либо в шельфовый ледник Фильшнера-Ронне . Ледники Пайн-Айленд и Туэйтс — это два крупных ледяных потока Западной Антарктики, которые не впадают в большой шельфовый ледник. Они являются частью района, называемого заливом моря Амундсена . Общая площадь 175 000 км 2 (68 000 квадратных миль), 10 процентов Западно-Антарктического ледникового щита, стекает в море через ледник Пайн-Айленд, эта территория известна как водосборный бассейн ледника Пайн-Айленд. [2] [5]
Ледники Пайн-Айленд и Туэйтс — два из пяти крупнейших ледяных потоков Антарктиды . Ученые обнаружили, что поток этих ледяных потоков в последние годы ускорился, и предположили, что, если они растают, глобальный уровень моря поднимется на 1–2 м (от 3 футов 3 дюймов до 6 футов 7 дюймов), дестабилизируя всю планету. Западно-Антарктический ледниковый щит и, возможно, участки Восточно-Антарктического ледникового щита. [12]
В 1981 году Терри Хьюз предположил, что регион вокруг залива Пайн-Айленд может быть «слабым подбрюшьем» Западно-Антарктического ледникового щита. [13] Это основано на том факте, что, в отличие от большинства крупных западно-антарктических ледяных потоков, те, которые впадают в море Амундсена, не защищены от океана крупными плавучими шельфовыми ледниками . Кроме того, хотя поверхность ледника находится над уровнем моря, основание лежит ниже уровня моря и имеет наклон вниз вглубь суши, это говорит о том, что не существует геологического барьера, который мог бы остановить отступление льда после его начала. [13]
Ледник Пайн-Айленда начал отступать в 1940-х годах. [14] До этого отступления линия заземления ледника Пайн-Айленд располагалась на выступающем гребне морского дна. Этот хребет теперь действует как барьер, ограничивая количество относительно теплой циркумполярной глубокой воды , которая может достичь самого толстого льда. [15]
Скорость движения ледника Пайн-Айленд увеличилась на 77 процентов с 1974 года по конец 2013 года, причем половина этого увеличения приходится на период с 2003 по 2009 год. [16] Такое ускорение означало, что к концу 2007 года система ледника Пайн-Айленда имела отрицательный баланс массы составляет 46 гигатонн в год [7] , что эквивалентно повышению глобального уровня моря на 0,13 мм (0,0051 дюйма) в год . [17] Другими словами, из-за PIG в море попало гораздо больше воды, чем было заменено снегопадом. Измерения с помощью GPS в центре ледяного потока показали, что это ускорение все еще велико на глубине почти 200 км (120 миль) от суши, примерно на 4 процента по сравнению с 2007 годом. [18] Было высказано предположение, что это недавнее ускорение могло быть вызвано теплым климатом. воды океана в конце PIG, где есть плавучий участок (шельфовый ледник) длиной примерно 50 км (31 миль). [4] [5] [19] Также было показано, что PIG претерпел быстрое истончение во время голоцена , и что этот процесс может продолжаться в течение столетий после его начала. [20]
По мере того, как ледяной поток ускоряется, он также становится круче. [18] Скорость истончения центрального ствола увеличилась в четыре раза с 1995 по 2006 год. [18] [21] Если нынешние темпы ускорения продолжатся, основной ствол ледника может оказаться на плаву в течение 100 лет. [21]
Ледовый фронт оставался в более или менее стабильном положении с 1973 по 2014 год, отступив на 10 км в 2015 году. [22]
В январе 2008 года ученые Британской антарктической службы (BAS) сообщили, что 2200 лет назад под антарктическим ледниковым покровом произошло извержение вулкана . Это было крупнейшее извержение в Антарктике за последние 10 000 лет. Вулкан расположен в Гудзоновских горах , недалеко от ледника Пайн-Айленд. [23] [24] Извержение распространило слой вулканического пепла и тефры на поверхность ледникового щита. Этот пепел затем был погребен под снегом и льдом. Дата извержения была оценена по глубине захоронения пепла. Этот метод использует даты, рассчитанные по близлежащим ледяным кернам . [24] Наличие вулкана повышает вероятность того, что вулканическая активность могла способствовать или может способствовать в будущем увеличению потока ледника. [25] В 2018 году было обнаружено, что под ледником Пайн-Айленд находится значительный источник вулканического тепла, размер которого примерно вдвое меньше действующего вулкана Гримсвётн в Исландии. [26] В том же году было опубликовано исследование, в котором был сделан вывод о том, что коренная порода под WAIS поднималась с большей скоростью, чем считалось ранее. Авторы предположили, что это может в конечном итоге помочь стабилизировать ледниковый щит. [27]
Ледник Пайн-Айленд, а также более известный ледник Туэйтс могут существенно усугубить будущее повышение уровня моря . Следовательно, некоторые ученые, в первую очередь Майкл Дж. Воловик и Джон К. Мур, предложили стабилизировать их с помощью климатической инженерии , стремясь заблокировать потоки теплой воды из океана. Их первое предложение было сосредоточено на Туэйтсе, и они подсчитали, что даже физическое усиление его в самых слабых местах без строительства более крупных конструкций, блокирующих потоки воды, было бы одним из «крупнейших проектов гражданского строительства, которые когда-либо предпринимало человечество», но с вероятностью только 30% сработают. . [28]
В 2023 году было внесено модифицированное предложение: предполагалось, что установка подводных «завес», сделанных из гибкого материала и закрепленных на дне моря Амундсена , сможет прервать поток теплой воды, одновременно снизив затраты и увеличив их долговечность (консервативно). оценивается в 25 лет для навесных элементов и до 100 лет для фундаментов) относительно более жестких конструкций. Если бы они были на месте, шельфовый ледник Туэйтса и шельфовый ледник Пайн-Айленда, по-видимому, смогли бы вновь вырасти до состояния, в котором они в последний раз находились сто лет назад, тем самым стабилизируя эти ледники. [30] [31] [32] Для достижения этой цели завесы должны быть размещены на глубине около 600 метров (0,37 мили) (во избежание повреждений от айсбергов , которые будут регулярно дрейфовать выше) и на расстоянии 80 км (50 ми) долго. Авторы признали, что, хотя работа такого масштаба будет беспрецедентной и столкнется со многими проблемами в Антарктике (включая полярную ночь и нынешнее недостаточное количество специализированных полярных кораблей и подводных судов), она также не потребует каких-либо новых технологий и уже имеется опыт прокладки трубопроводов на таких глубинах. [30] [31]
Из-за удаленности ледника Пайн-Айленд большая часть доступной информации о ледяном потоке поступает в результате измерений с воздуха [2] или спутников. [5] [7]
Первой экспедицией, посетившей ледяной поток, был поход по снегу в США, который провел около недели в районе PIG в январе 1961 года. Они вырыли снежные ямы для измерения накопления снега и провели сейсмические исследования для измерения толщины льда. Одним из ученых, участвовавших в этом походе, был Чарльз Р. Бентли [ 33] , который сказал: «В то время мы не знали, что пересекаем ледник». PIG имеет ширину около 50 км (31 миль) в посещенной точке и на уровне земли визуально не отличается от окружающего льда. Эта экспедиция получила название «Элсуортский Хайленд-Траверс». [34] [35]
В полевом сезоне 2004–2005 гг. группа из девяти человек с помощью самолета Twin Otter Британской антарктической службы (BAS) , оснащенного ледопроникающим радаром, завершила воздушную съемку PIG и прилегающего к нему ледникового покрова. Команда из семи британцев и двух американцев пролетела 30-километровую сетку над PIG до 5 января, составив карту подледникового ландшафта территории размером примерно с Неваду.
Из-за удаленности PIG и логистических трудностей с хранением достаточного количества топлива для экспедиции 2004–2005 годов и будущих проектов BAS использовала ресурсы Антарктической программы США (USAP) и свой самолет LC130, оснащенный лыжами. После многих недель задержек из-за погодных условий первые четыре человека прибыли со станции Мак-Мердо 9 ноября 2004 года и начали разбивать лагерь и строить лыжную трассу для C130. Остальные члены команды прибыли с исследовательской станции Ротера 10 дней спустя на Twin Otter.
Из-за необычно хорошей погоды в этом районе в тот сезон съемка завершилась к середине января и началась съемка 15-километровой сетки ледника Туэйтс для экспедиции USAP, которая в том году столкнулась с необычно плохой погодой в своем районе. Пролетая над ледником Пайн-Айленд в Антарктиде 14 октября 2011 года на исследовательском самолете DC-8 , ученые, участвующие в миссии НАСА IceBridge, обнаружили массивную трещину, протянувшуюся примерно на 29 километров (18 миль) поперек плавающего языка ледника. Разлом имеет ширину в среднем 80 метров (260 футов) и глубину от 50 до 60 метров (от 160 до 200 футов).
Другая группа Британской антарктической службы прибыла к ледяному потоку 8 декабря 2006 г. в первый из двух полевых сезонов. Во втором полевом сезоне они провели там три месяца с ноября 2007 года по февраль 2008 года. Работы на леднике включали радиолокационные измерения и сейсмические исследования . [9]
В январе 2008 года Боб Биндшадлер из НАСА приземлился на плавучий шельфовый ледник PIG, став первой в истории посадкой на этом шельфовом леднике, с целью разведывательной миссии по изучению возможности бурения льда толщиной около 500 м (1600 футов) для спуска инструментов в него. океанская впадина внизу. Было решено, что небольшая зона, свободная от трещин , слишком сложна для дальнейших высадок, и поэтому дальнейшие полевые работы пришлось отложить. Поэтому два блока глобальной системы позиционирования (GPS) и метеостанция были расположены как можно ближе к PIG. [36]
В полевом сезоне 2011–2012 гг., после пяти недель задержки, коллектив лагеря наконец смог разбить Главный лагерь перед Новым годом. [37] На следующей неделе Биндшадлер и его команда смогли прибыть. Из-за дополнительных задержек из-за погодных условий вертолеты не смогли прибыть к «офигительной» дате NSF [ нужны разъяснения ] , и полевой сезон был отменен. [38] Ограниченные научные исследования все же были выполнены командой благодаря серии полетов KBA обратно на ледник; Условия резко изменились со времени последних полетов Twin Otter. [39]
Британская антарктическая служба направила небольшую группу из четырех человек в течение летнего полевого сезона 2011–2012 годов для проведения серии сейсмических и радиолокационных исследований на PIG. Они также установили ряд зимующих GPS-станций. В течение сезона отдельная группа БАС выезжала к месту полевой партии и установила зимующую автономную ОНЧ- станцию. Затем последовал радиолокационный обход вверх по течению с использованием снегоходов . Это исследование связало предыдущие радиолокационные линии.
Первым кораблем, достигшим шельфового ледника Пайн-Айленд в заливе Пайн-Айленд, был ледник USS/USCGC в 1985 году. Этот корабль был ледоколом, которым управляла береговая охрана США. На борту миссии, известной как Deep Freeze , были ученые, которые взяли образцы отложений со дна океана. [40]
В течение летнего полевого сезона, в течение двух месяцев с января по февраль 2009 года, исследователи на борту исследовательского судна Антарктической программы США « Натаниэль Б. Палмер» достигли шельфового ледника. Это был второй раз, когда « Палмер» успешно добрался до ледника, первый раз в 1994 году. В сотрудничестве с британцами ученые использовали роботизированную подводную лодку для исследования прорезанных ледником каналов на континентальном шельфе, а также полость под шельфовым ледником и ледником. [41] Подводная лодка, известная как Autosub 3 , была разработана и построена в Национальном океанографическом центре в Великобритании. Он выполнил шесть успешных миссий, пройдя в общей сложности 500 км (310 миль) под шельфовым ледником. [42] Autosub способен составить карту основания шельфового ледника, а также дна океана и по пути проводить различные измерения и брать пробы воды. Успех Autosub 3 был особенно заметен, поскольку его предшественник Autosub 2 был потерян под шельфовым ледником Фимбул только во время своей второй такой миссии. [43]
{{cite journal}}
: Требуется цитировать журнал |journal=
( помощь )