Шельфовый ледник Росса — самый большой в мире шельфовый ледник, обширное плавучее продолжение Западно-Антарктического ледяного щита размером с Францию. Но в конце последнего ледникового периода он простирался намного дальше на север и покрыл все море Росса.В исследовании, опубликованном на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, подробно описывается, как уменьшился шельфовый ледник в период потепления климата после ледникового периода.
Соавторами статьи являются океанограф из Университета Райса Джон Андерсон, научный сотрудник постдокторантуры Лорен Симкинс, аспирантка Линдси Протро и ее коллеги из Токийского университета.«В разгар последнего ледникового периода мы знаем, что ледяной покров, покрывающий антарктический континент, был больше и толще, чем сегодня», — сказал Андерсон, профессор океанографии Мориса Юинга из Райса и профессор наук о Земле. «Этот покрывающий континент ледяной щит простирался до континентального шельфа, а в западной Антарктиде он заполнил весь бассейн моря Росса».В то время как люди обычно думают о континентах как о массивах суши, которые возвышаются над морем, окраины всех континентов, включая Антарктиду, простираются далеко за их берега и включают континентальные шельфы, подводные выступы, которые намного более мелкие, чем глубокие океанские бездны, отмечающие континентальную границу. .В западной Антарктиде море Росса характеризуется континентальным шельфом, который простирается почти на 1000 миль от побережья и имеет глубину до 3500 футов.
Андерсон сказал, что геологические данные показывают, что всего 18000 лет назад весь бассейн Росса был заполнен льдом, который был настолько толстым и тяжелым, что полностью касался морского дна вплоть до края континентального шельфа.«Мы обнаружили, что около 10 000 лет назад этот толстый заземленный ледяной покров резко развалился», — сказал Андерсон. "Свидетельства показывают, что армада айсбергов — каждый как минимум в два раза выше Эмпайр-стейт-билдинг — была вытеснена в массовом порядке.
Мы знаем это, потому что эта часть моря Росса имеет глубину около 550 метров (1804 фута), а айсберги были настолько большими и плотно упакованными, что продвигались на север, оставляя на морском дне огромные борозды ».Исследователи измерили борозды с помощью системы картографирования морского дна — самой чувствительной из когда-либо использовавшихся в Антарктике — во время круиза американского исследовательского судна Nathaniel B. Palmer в 2015 году, которым управляет Национальный научный фонд.
Симкинс, который помогал собирать данные во время 56-дневного круиза, сказал, что другие особенности морского дна, образованные отступающим льдом, показали, что край заземленного ледяного покрова быстро отступил после первоначального обрушения и отступил на сотни миль по лестнице. -стаговая мода.Шельфовый ледник Росс появился после вскрытия ледникового покрова. Шельфовый ледник — это плавучий ледяной покров в сторону моря, который отмечает точку, в которой лед становится достаточно тонким, чтобы плавать.«Линия заземления — это место, где лед фактически находится на морском дне», — сказал Симкинс. «После разрушения шельфового ледника линия заземления подвергается воздействию морских процессов, таких как потепление океана, которое может разрушить линию заземления и привести к ее обратному направлению к берегу».
Отступление было остановлено, когда линия заземления достигла серии неглубоких берегов, которые действовали как якоря и стабилизировали шельфовый ледник примерно на 5000 лет.
Андерсон сказал: «В течение этого периода шельфовый ледник был закреплен на этих неглубоких берегах. На поверхности лед все еще покрывал большую часть моря Росса, но под шельфовым ледником была открытая вода».Исследователи знают времена, когда морское дно было частично или полностью покрыто льдом, благодаря кропотливому геохимическому анализу донных отложений, под наблюдением ведущего автора исследования Юсуке Йокояма, профессора Токийского университета, который также был приглашенным профессором Визса в Райс.
Кафедра наук о Земле в 2014-2015 гг. Геохимический анализ также опирался на данные, собранные компанией Palmer, которая способна проводить бурение и извлекать керны отложений с морского дна.
Такие керны содержат геологические данные, которые могут длиться тысячи лет, и команда Йокоямы использовала образцы керна моря Росса, которые были извлечены во время круиза Палмера 1999 года, а также керны 2015 года и изображения морского дна, чтобы точно определить время разрушения шельфового ледника.«По-настоящему большой разрыв начался около 3000 г. до н.э., — сказал Андерсон. «Мы считаем, что во многих отношениях это было похоже на разрушение шельфового ледника Ларсена B в 2002 году.
Ледник Ларсен намного меньше шельфового ледника Росса, но спутниковые снимки того года показали, что ледник Ларсен резко распался всего за несколько недель. Мы полагаем, что крупный разрыв шельфового ледника Росса произошел примерно с такой же скоростью, но вовлеченная территория была намного больше — размером с штат Колорадо, — что на его завершение потребовалось несколько столетий ».К 1500 г. до н. Э. По словам Андерсона, в результате раскола было обнажено около 100 000 квадратных миль моря Росса, которое было полностью или в значительной степени покрыто льдом на протяжении многих тысячелетий.
Чтобы точно определить время, команда Ёкоямы использовала два новых геохимических подхода: измерение изотопа бериллия 10, который образуется в атмосфере и не падает на морское дно под шельфовыми ледниками, и «радиоуглеродное датирование по конкретным соединениям» — кропотливую технику, которая включает в себя идентификация и определение возраста конкретных органических молекул в отложениях. Ёкояма сказал, что каждое измерение радиоуглеродного датирования конкретного соединения занимало несколько недель, и для исследования требовалось более десятка, что стало первым систематическим применением этого метода в антарктической науке.«Одна только наша работа по радиоуглеродному датированию заняла больше года, — сказал Ёкояма. «Результаты этих испытаний, а также испытаний на бериллий предоставили убедительные доказательства того, что основное разрушение шельфового ледника произошло между 5000 и 3500 годами назад».Андерсон сказал, что знания о поведении ледникового покрова и шельфового ледника в прошлом, в частности скорости их реакции на атмосферное и океаническое потепление, информируют ученых о том, как современные ледяные щиты и шельфовые ледники могут отреагировать на потепление в будущем.
«Есть сходство с тем, что мы видим на современном шельфовом леднике Росс», — сказал Андерсон. «Самая дальняя граница шельфового ледника простирается почти на 1000 километров (621 милю) от линии заземления, где ледяной щит находится на глубине примерно 800 метров (2625 футов). Это состояние, которое большинство гляциологов считает нестабильным, и это мало чем отличается от ситуации, существовавшей до большого распада, начавшегося 5000 лет назад ».Нынешний шельфовый ледник Росс имеет ширину около 500 миль и толщину в несколько сотен футов.
По словам Андерсона, поскольку шельфовый ледник уже плавучий, его разрушение и таяние сами по себе не представляют риска повышения уровня мирового океана. Однако он отметил, что шельфовый ледник действует как тормоз для десятков антарктических ледяных потоков и выходных ледников, и лед, текущий в океан из них, будет способствовать глобальному повышению уровня моря.
«Шельфовый ледник замедляет поток заземленного льда с ледников, и, как мы видели после разрушения Ларсена B, когда вы вытаскиваете пробку из бутылки, ледники движутся намного быстрее, в некоторых случаях примерно в 10 раз быстрее», — Андерсон сказал.Видео доступно на https://youtu.be/1AQkanDDpJM