При поддержке Швейцарского национального научного фонда (SNSF) группа под руководством Фредерика Хермана из Университета Лозанны нанесла на карту ледник Франца-Иосифа в Новой Зеландии. Исследователи разработали новую технику для более точного изучения взаимосвязи между глобальным потеплением, движением ледников и эрозией горных пород, расположенных под ледяной массой. «Ледник имеет длину более 10 километров и довольно похож на ледник в Швейцарии», — объясняет Фредерик Херман. «Мы выбрали его из-за его расположения на тектоническом разломе с контрастирующими геологическими слоями, содержащими графит, элемент, который дает нам информацию об эрозии».
Результаты исследования опубликованы в Science.Исследование геологической истории
Исследователи использовали комбинацию двух методов, чтобы нанести на карту ледник. Во-первых, стереоскопические спутниковые снимки позволили им оценить скорость движения на поверхности. Затем они смогли экстраполировать скорость, с которой нижний слой скользит по коренным породам (от 30 до 300 метров каждый год).
В то же время, исследование стремилось количественно оценить интенсивность эрозии под ледником — степень, в которой ледник размывает скалу под собой при скольжении. Исследовательская группа применила косвенный подход, как объясняет Фредерик Херман: «Мы изучили кристаллическую структуру графита — углерода, образованного из окаменевшего органического вещества — содержащегося в каменной муке, извлеченной ниже по течению от ледника. Это дает нам довольно точную информацию. от условий во время образования графита, в частности, от его температуры, которая составляла от 300 до 700 градусов.
Когда мы сравниваем это с образцами, взятыми вокруг ледника, мы можем определить происхождение муки. мука напрямую связана со скоростью эрозии, можно нарисовать карту, показывающую интенсивность эрозии под ледником ».Исследователи использовали метод рамановской спектроскопии для анализа кристаллической структуры материала. «До сих пор геологи полагались на изотопный анализ, который требует очень тяжелого оборудования», — продолжает исследователь. «На получение сорока образцов могут уйти годы. С помощью нашей техники ученик нашего магистра Маттиа Бругелли успешно проанализировал 4000 образцов за две недели, а затем составил очень точную карту ледника с разрешением 1 метр».Теория подтверждена
Измерения подтверждают теоретическую модель, предложенную в 1979 году, предсказывающую, что эрозия не просто пропорциональна скорости движения ледника, но связана с его площадью. «В последние несколько десятилетий мы смогли наблюдать ускорение движения ледников», — говорит Фредерик Херман. «Наша модель показывает, что эрозия будет усиливаться нелинейным образом с глобальным потеплением». Это означает, что в альпийских ручьях будет повышен уровень наносов, что увеличит риск селей, смеси воды и грязи. «Наша работа показывает, что природные системы могут быть очень чувствительны к изменениям в окружающей среде, даже в горах».