М асивната ледена покривка на Антарктика изглежда плоска. Въпреки че обширният слой лед на континента се издига на 4000 м над морското равнище близо до центъра му, нежните склонове на този купол са незабележими за човешкото око, пише National Geographic.
Но под този лед с дебелина 1,6 км се крие нещо изненадващо: пейзаж от стръмни планини и долини, пресечени от криволичещи реки. Тези реки биха могли да играят решаваща роля в това как ледената покривка реагира на безпрецедентна топлина на глобалното затопляне.
Сега учените прогнозират, че докато ледената покривка на Антарктида ще се топи и изтънява през следващите няколко десетилетия, тези скрити реки ще нарастват, ще заливат бреговете си и ще се насочат към нови пътища. Това може да дестабилизира големи крайбрежни ледници, които контролират скоростта на покачване на морското равнище.
„Промените са доста драстични“, казва Кристин Доу, ледников хидролог в Университета във Ватерло в Канада, чийто екип ръководи новото проучване. Тези развиващи се реки могат да причинят топенето на ледниците и по-бързото им плъзгане в океана.
„Недостатъчно предвиждаме колко бързо ще се променят нещата и каква загуба на лед ще има през следващите 80 години“, казва тя.
Scientists reveal a hidden world beneath Antarctica's ice where rivers flow uphill https://t.co/gvpTdlPQPD
— marylynnjuszczak (@marylynnjuszcza) March 26, 2025
Shared via the Google App
Тези констатации, публикувани на 20 март в Nature Communications, са резултат на 20 години картографиране на континента, скрит под ледените покривки на Антарктика.
Неизследван свят под лед
Никой човек никога не е виждал тези скрити планини и долини. Но през последните няколко десетилетия самолети прелитат стотици линии, пресичащи Антарктида, използвайки радар, проникващ в леда, и прецизни измервания на гравитацията и магнитните полета, за да надникнат под леда.
Тези проучвания откриват планински вериги с височина 1,6 км, широки долини и дълбоки каньони. Радарът разкрива и плоските ярки отражения на няколкостотин подледникови езера отдолу. Тези езера се захранват с вода, която бавно се топи от основата на ледената покривка, около сантиметър на година, поради геотермалната топлина, проникваща дълбоко от земята, и от триенето на леда, плъзгащ се върху земята.
Учените също така са разбрали, че подледникови реки често се вливат във или изтичат от езерата. Тези реки могат да действат по странен начин, тъй като се подчиняват не само на гравитацията, но и на смазващия натиск на леда над тях, казва Анна-Мирейла Хейдън, доктор по философия. студент по ледникова хидрология, участваща в екипа на Доу в Университета във Ватерло.
„Водата всъщност може да тече нагоре“, казва тя, от места, където надземният лед е дебел и налягането е високо, до места, където ледът е по-тънък и налягането е по-ниско. В някои случаи водата може да тече стотици метри нагоре по стръмните склонове на подледникови планини.
Тези тесни реки са трудни за намиране с радар. Така че екипът на Доу прекарва 11 години във внимателно картографиране на реките. Те комбинират карти на подледниковия пейзаж с прецизни измервания на дебелината на леда, за да предвидят маршрутите, по които подледниковата вода ще тече, докато реагира на гравитацията и налягането.
Те откриват, че повечето от най-бързо движещите се ледници на Антарктика имат изобилие от вода под тях, смазваща леда, докато се плъзга по сушата. Това важи особено за най-нестабилните ледници на континента, ледниците Туейтс и Пайн Айлънд, които се “разливат” в океана по-бързо от всякога. Пейзажът под тези ледници е осеян с вулкани и рифтови долини, които отделят високи нива на геотермална топлина - и следователно много смазваща стопена вода.
Мистериозни петна от топене под леда
С новите си прозрения за скритите реки на Антарктика учените са помoгнали и за разрешаването на една мистерия.
По-голямата част от бреговата линия на Антарктида е покрита с ледени плочи, дебели стотици метри, които се носят в океана. Тези плаващи ледове задържат крайбрежните ледници, забавяйки потока им в океана. Учените знаели, че тези ледени плочи постоянно се топят отдолу, тъй като долната им страна се къпе в морска вода с няколко градуса над точката на замръзване. Но сателитните измервания многократно показват нещо странно.
Много от тези ледени плочи имат горещи точки с диаметър 1,6 км или повече, където се топят няколко пъти по-бързо, отколкото би трябвало, въз основа на температурата на морската вода. В някои случаи тези горещи точки изтъняват леда с 30 до 90 м на година.
През 2020 г. голям екип от изследователи, включващ Доу, представя обяснение.
Разглеждайки шелфовия ледник Гец на брега на Западна Антарктида, екипът наскоро открива, че тези бързо топящи се петна се появяват на същите места, където те предсказват, че подледниковите реки се изливат изпод ръба на ледената покривка и в океана.
Водата извира изпод леда като градински маркуч под високо налягане, казва Доу.
Когато тази бързо движеща се сладка вода се сблъсква с гъстата, солена морска вода, тя се издига нагоре, създавайки бурен, обърнат надолу с главата водопад. Този въртящ се, вълнообразен водопад повдига слой от топла, плътна, солена вода, която обикновено идва от морското дъно, и го избутва нагоре към дъното на леда, като значително увеличава скоростта на топене.
Скритите реки започват да бучат
„Ефектът на този подледников процес е нужен, за да се обяснят наблюдаваните скорости на топене“, казва Джамин Грийнбаум, ледников геофизик в Института по океанография “Скрипс” в Сан Диего, който е прекарал 15 години в картографиране на пейзажа под леда на Антарктика.
Но компютърните модели, които учените в момента използват, за да прогнозират бъдеща загуба на лед и покачване на морското равнище, не включват тези ефекти, казва Грийнбаум.
През 2024 г. Грийнбаум, Доу и Шивани Еринфройт от екипа на Доу съобщават, че това водено от реката топене ще има голямо въздействие върху ледника Тотън в Източна Антарктика, който сам по себе си съдържа достатъчно лед, за да повиши морското равнище с 3,6 м. Те откриват, че до 2100 г. подледниковите реки са увеличили загубата на лед от Тотън с 30% спрямо стандартните модели.
„Бяхме малко изненадани“, казва д-р Тайлър Пел, който извършва голяма част от моделирането в лабораторията на Грийнбаум.
Този експеримент е само груба представа, тъй като предполага, че реките няма да се променят с времето. Но Доу смята, че реките ще се променят, защото с изтъняването на леда променящото се налягане може да доведе до изместване на реките. И тъй като Тотън се плъзга по-бързо, повишеното триене може да причини повече топене.
Дау, Хейдън и Пел преместват тези експерименти крачка напред в новото си изследване: те позволяват на реките да се развиват, докато ледникът Тотън изтънява и се оттегля. Резултатите в наскоро публикуваната им статия са отрезвяващи.
Те прогнозират, че до 2100 г. количеството подледникова вода, изтичаща изпод ледника Тотън, ще се увеличи почти пет пъти, достигайки 160 кубически метра в секунда, около една четвърт от текущия отток на река Колорадо. Те изчисляват, че скоростта на тази подледникова вода, вливаща се в океана, също може да се увеличи - потенциално достигайки скорост от приблизително 90 см в секунда - подобно на много бързо течащи реки в Западни съединени щати.
„Важното нещо е скоростта, с която водата се изтласква“, казва Доу.
Според Доу тя ще предизвика по-силна турбуленция, когато се удря в океана - повдигайки повече топла, солена вода в контакт с леда.
Хейдън, Доу и Пел изчисляват, че скоростта на топене и изтъняване ще се увеличи с 20 до 50% в широка част от ледения шелф.
Този вид повишено топене във фокусирана зона може да бъде от „огромна важност“, казва Карън Алей, глациолог от Университета в Манитоба, Канада, която не е част от настоящия проект.
„Това се превръща в слабо място в ледения шелф“, казва тя. Плочата може в крайна сметка да се счупи на това място „и може да загубим тази ледена плоча по-рано, отколкото си мислите“.
С подобряването на нашите карти и оценки на геотермалната топлина, разбирането ни за подледниковите реки ще се подобрява, казва Грийнбаум.
„Вероятно много подценяваме количеството вода там долу“, казва той. Докато науката не навакса, „нашите прогнози за повишаване на морското равнище ще бъдат твърде консервативни“.
