Ученые обнаружили ошибку в прогнозе повышения уровня моря из-за таяния ледников
Новое исследование показывает, что ледники гораздо медленнее сползают в океаны, чем считалось ранее. Это позволяет снизить прогнозы повышения уровня моря из-за таяния ледников при глобальном потеплении.
Нил Айверсон начал с двух примеров, когда его попросили описать исследовательскую работу о ледниковых потоках, которая опубликована в журнале Science.
Во-первых, сказал заслуженный профессор факультета Земли, атмосферы и климата Университета штата Айова, внутри ледников существуют различные типы льда. Части ледников плавятся под давлением, они мягкие и мокрые. По его словам, лед умеренной температуры похож на кубик льда, оставленный на кухонном столе, когда талая вода скапливается между льдом и столешницей. Но эта часть ледника — самая важная, когда мы описываем его сползание в океана.
Во-вторых, в других частях ледников есть холодный, твердый лед, похожий на кубик льда, который находится в морозильной камере. Именно такой лед обычно изучается и используется в качестве основы для моделей и прогнозов движения ледников.
Новая исследовательская работа посвящена «теплому льду», — говорит Айверсон, соавтор работы и руководитель проекта.
В статье описываются лабораторные эксперименты и полученные данные, которые показывают, что стандартное значение «эмпирической основы моделирования ледниковых потоков» — уравнения, известного как закон течения Глена, названного в честь Джона В. Глена, британского физика льда, — должно быть изменено для умеренно холодного льда. Это означает, что модели будут показывать более медленное сползание ледников в океаны, и прогнозы повышения уровня моря необходимо снижать.
«Теплый» нескользкий лед
В морозильной камере лаборатории Айверсона находится устройство кольцевого сдвига высотой около 3 метров, которое моделирует ледниковые силы и движение с 2009 года. В центре устройства находится ледяное кольцо около метра в поперечнике и около 20 см толщиной. Под кольцом находится гидравлический пресс, который может оказывать на лед давление до 100 тонн и имитировать вес ледника толщиной 250 метров. Ледяное кольцо окружено ванной с циркулирующей жидкостью, которая регулирует температуру льда с точностью до сотых долей градуса. Электродвигатели могут вращать лед со скоростью от 1 до 3000 метров в год.
Соавтор работы Коллин Шон провел серию из шести экспериментов с использованием этого устройства, каждый из которых длился около шести недель. Эксперименты включали в себя измерение содержания жидкой воды во льду. «Эти эксперименты включали в себя деформацию льда при температуре его плавления при различных напряжениях», — говорит Шон.
Экспериментальные данные показали, что лед деформируется со скоростью, линейно пропорциональной напряжению, говорит Айверсон. Согласно традиционным представлениям, лед должен был размягчаться с увеличением напряжения, поэтому увеличение напряжения приводило бы ко все большему увеличению скорости. Но это не так.
Лед имеет умеренную температуру вблизи дна и на краях — это наиболее быстро текущие части ледяных щитов, и в быстро текущих горных ледниках, которые сбрасывают лед в океаны и влияют на уровень моря. Поэтому оценка скорости течения льда умеренной температура так важна.
Ученые предположили, что причиной замедления сползания ледников является таяние и повторное замораживание по границам отдельных ледяных зерен размером от миллиметра до сантиметра, которое должно происходить со скоростью, линейно пропорциональной напряжению.
По словам исследователей, это был долгий эксперимент, но он необходим для создания более точных моделей ледникового умеренного холодного льда и более точных прогнозов сползания ледников и повышения уровня моря.