Мы привыкли видеть драму таяния ледников в эффектных кадрах: с оглушительным треском откалывается глыба льда размером с квартал, рушится в воду и поднимает волну, похожую на цунами. Этот видимый, оглушительный финал ледяной жизни завораживает и пугает. Но что, если я скажу вам, что самая разрушительная часть этой драмы разыгрывается в полной тишине, глубоко под водой, и её масштабы до недавнего времени оставались загадкой для науки?
Недавнее исследование в фьордах Гренландии, проведённое учёными из Вашингтонского университета, приоткрыло эту завесу тайны. И то, что они обнаружили, меняет наше представление о скорости, с которой планета теряет свои ледяные шапки.
Ледниковый щит Гренландии — это не просто огромный кусок льда. Это застывший гигант, чья масса влияет на климат и уровень мирового океана. Если он растает полностью, уровень воды поднимется на катастрофические 7,5 метров. Учёные давно наблюдают за его отступлением, но одна из главных проблем всегда заключалась в том, что происходит на границе льда и воды.
Представьте себе: основная масса ледника погружена в океан. Там, на глубине, солёная и относительно тёплая атлантическая вода подтачивает его основание, как вода точит камень. Ледник становится неустойчивым, и в итоге его верхняя часть обрушивается в море — тот самый процесс, который мы называем отколом или калвингом.
Долгое время считалось, что основной механизм таяния — это просто постоянный контакт с тёплой водой. Но скорость потери массы казалась выше, чем предсказывали модели. Что-то ускользало от внимания. Попытки изучить этот процесс напрямую были сродни самоубийству: отправлять оборудование или людей к самому фронту рушащегося ледника — безумие. Нужен был способ «увидеть» происходящее на расстоянии. И он нашёлся.
a, Карта EKaS и его расположение в Гренландии (красный прямоугольник) с цветовой кодировкой скорости течения льда и контуром водосборного бассейна (белая пунктирная линия)⁵¹. b, Увеличенное изображение зелёного прямоугольника из пункта a. Схема расположения оптоволоконного кабеля на морском дне на спутниковом снимке (Sentinel 2 от 7 августа 2023 г.). Толстая линия с жёлто-зелёно-фиолетовой окраской показывает маршрут судна во время прокладки кабеля; батиметрия интерполирована по данным эхолота судна, а вдоль кабеля белыми круглыми маркерами обозначены точки OD. Конкретные места откола айсбергов и обоих событий раскалывания, представленных на Fig. 3, отмечены красными символами. Сейсмометры QJT01 и QJT03 расположены к востоку и западу от фронта откола. QJT02 находится примерно в 0,5 км к югу от показанной на карте области (Extended Data Fig. 2). c, Поперечное сечение по линии Восток-Запад с батиметрией вдоль кабеля, включая расположенные на кабеле точки OD. m.b.s.l., метры ниже уровня моря. Цитирование: Gräff, D., Lipovsky, B.P., Vieli, A. et al. Calving-driven fjord dynamics resolved by seafloor fibre sensing. Nature 644, 404-412 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09347-7
Автор: Gräff, D., Lipovsky, B.P., Vieli, A. et al.Источник: www.nature.com
Ухо длиною в 10 километров
Решением стала технология, звучащая как научная фантастика, — распределённое акустическое зондирование (DAS). Учёные взяли обычный оптоволоконный кабель, который используется для передачи данных, и превратили его в сверхчувствительный микрофон длиной 10 километров. Они просто проложили его по дну фьорда рядом с ледником Экалорутсит Кангиллиит Сермиат.
Как это работает? Позвольте объяснить. Внутри кабеля постоянно движутся импульсы света. Любое, даже микроскопическое, растяжение или вибрация кабеля — от проплывающего айсберга или сейсмической волны — изменяет характер отражения этого света. Анализируя эти изменения, можно с невероятной точностью определить, что, где и с какой силой колеблет кабель по всей его длине. Фактически, исследователи получили «уши», способные слушать симфонию фьорда в режиме реального времени.
«Прямо сейчас происходит революция в области оптоволоконных датчиков, — признаётся соавтор исследования Брэд Липовски. — Мы можем использовать эту технологию в таких удивительных условиях».
И то, что они «услышали», превзошло все ожидания.
(1) Растрескивание ледника наблюдается с помощью оптоволоконного зондирования по его акустическому сигналу, распространяющемуся через воды фьорда. (2) События растрескивания сливаются, приводя к отсоединению айсбергов, которые излучают межфазные волны, распространяющиеся вдоль морского дна. (3) Эти отсоединения вызывают цунами на поверхности воды, которые создают возмущения давления вдоль оптоволоконного кабеля. (4) Вызванные отколом внутренние гравитационные волны (ВГВ) в стратифицированных (слоистых) водах фьорда вызывают изменения температуры в данной точке. (5) Отколовшиеся айсберги дрейфуют от края ледника и тащат за собой кильватерные следы из внутренних волн, которые вызывают охлаждение морского дна путём вертикального смещения стратифицированных вод фьорда. (6) Кильватерные следы из внутренних волн вызывают временные усиленные придонные течения, которые генерируют в кабеле вибрации за счёт срыва вихрей. (7) Наконец, айсберги разрушаются путём растрескивания, что также обнаруживается с помощью оптоволоконного зондирования по их акустическим сигналам. Цитирование: Gräff, D., Lipovsky, B.P., Vieli, A. et al. Calving-driven fjord dynamics resolved by seafloor fibre sensing. Nature 644, 404-412 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09347-7
Автор: Gräff, D., Lipovsky, B.P., Vieli, A. et al.Источник: www.nature.com
За гранью видимого: танец подводных титанов
Когда очередной айсберг размером с футбольный стадион откололся и рухнул в воду, кабель, разумеется, зафиксировал мощную поверхностную волну — то самое мини-цунами. Это было предсказуемо. Но самое интересное началось потом.
Когда поверхность фьорда уже успокоилась, на глубине продолжалось невидимое, но грандиозное движение. Вода во фьорде неоднородна: сверху лежит более лёгкий и холодный слой пресной талой воды, а под ним — более плотная и тёплая солёная вода из океана. Обрушение айсберга вызвало в этой слоистой среде гигантские внутренние гравитационные волны — подводные колебания на границе этих слоёв.
Это не рябь на воде. Учёные зафиксировали подводные волны высотой с небоскрёб, которые медленно и мощно «раскачивали» всю толщу воды. А теперь представьте, что это значит для ледника.
Доминик Грэфф, ведущий автор статьи, предлагает блестящую аналогию: бросьте кубик льда в стакан с тёплым напитком и не трогайте. Вокруг льда быстро образуется тонкая прослойка холодной воды, которая изолирует его и замедляет таяние. Но стоит вам перемешать напиток ложкой, как лёд исчезнет на глазах.
Так вот, эти гигантские внутренние волны и есть та самая «ложка». Они постоянно разрушают изолирующий слой холодной воды у основания ледника и подгоняют к нему всё новые порции тёплой океанской воды.
Более того, выяснилось, что даже дрейфующие айсберги, проплывая по фьорду, генерируют такие же внутренние волны, продолжая перемешивать воду. Оказалось, что сам процесс откола запускает мощный механизм, который многократно ускоряет дальнейшее подводное таяние. Учёные назвали это «мультипликативным эффектом калвинга». Это не просто потеря льда — это самоподдерживающийся цикл разрушения.
a, Нормализованная запись деформации DAS (>20 Гц), показывающая растрескивание льда, возникшее в восточной части фронта откола (красный крест на Fig. 1b). Синим цветом показана сжимающая, а красным — растягивающая деформация вдоль кабеля (левая ось) и соответствующие каналы (правая ось). Врезка в левом нижнем углу показывает поперечное сечение фьорда по линии Восток-Запад, аналогичное Fig. 1c, на котором участки кабеля, использованные для этого графика, отмечены красным цветом. Точечные и штриховые линии обозначают смоделированное время прихода волн. Штриховая линия указывает на акустическую волну, движущуюся со скоростью около 1500 м/с⁻¹. Пунктирная линия указывает на волну, движущуюся со скоростью около 800 м/с⁻¹ от зоны обратного рассеяния в осадочном бассейне. b, Растрескивание айсберга, возникшее в заливе (красная звезда на Fig. 1b), примерно над сегментом кабеля на отметке 1400 м OD. Акустическая волна (смоделированное время прихода показано точечной линией) рассеивается сильнее, чем в пункте a. В глубоких отложениях фьорда (OD > 3000 м) более медленная волна (около 500 м/с⁻¹) распространяется дальше по кабелю. Мы отображаем только точки OD до 5000 м, так как это была рабочая длина кабеля на момент показанных событий. В верхней части показаны соответствующие сейсмограммы вертикальной компоненты с широкополосных сейсмометров (см. Fig. 1b для их расположения). c, 10-минутная нормализованная запись деформации DAS, отфильтрованная в диапазоне от 1 Гц до 10 Гц, показывающая события откола айсбергов (тёмные вертикальные полосы). Верхние панели показывают соответствующие вертикальные сейсмограммы (скорость) со станции широкополосного сейсмометра QJT03 (Fig. 1b), а кружками обозначены спровоцированные события откола. d, Увеличение 25-секундного участка записи, отмеченного красной областью в пункте c. Штриховые линии (синяя и оранжевая) указывают смоделированное время прихода как волны Scholte, так и более быстрой распространяющейся волны. Примерно на 9-й секунде волна, преобразованная из волны Scholte в поверхностную, достигает станции QJT03. Synth. — синтетический; Norm. — нормализованный; Vel. — скорость. Цитирование: Gräff, D., Lipovsky, B.P., Vieli, A. et al. Calving-driven fjord dynamics resolved by seafloor fibre sensing. Nature 644, 404-412 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09347-7
Автор: Gräff, D., Lipovsky, B.P., Vieli, A. et al.Источник: www.nature.com
Глобальное эхо гренландского фьорда
Почему это открытие так важно? Потому что оно фундаментально меняет наши расчёты. Существующие климатические модели, скорее всего, недооценивают скорость таяния ледников, поскольку не учитывали этот мощный скрытый механизм. Теперь их придётся корректировать.
a, Запись DTS переходной цепи IGW у восточной стенки фьорда в течение 3 часов, вызванной событием откола айсберга. b, Соответствующая запись DAS, которая достигает насыщения при самых сильных сигналах IGW. c, Температурная аномалия на морском дне по данным DTS относительно медианной температуры во время прохождения двух кильватерных следов от волн IGW (сравните с d), вызванная проходящим айсбергом (подтверждено по данным замедленной съёмки). d, Соответствующая запись DAS со штриховыми и точечными гиперболами, подчёркивающими динамику распространения кильватерных следов от внутренних волн. Зелёная линия отмечает канал 820 в период с 7:30 до 8:30 UTC, который используется для e, f. e, Запись DAS с 300-метрового участка глубоководного кабеля с когерентными гармоническими колебаниями частотой в несколько Гц. f, Спектрограмма канала 820 (в пределах участка, отмеченного зелёным в пункте e) показывает вибрации, вызванные вихрями, с изменяющимися частотами в оптоволоконном кабеле, из которых мы рассчитываем скорость течения, перпендикулярную кабелю. m.b.s.l., метры ниже уровня моря. Цитирование: Gräff, D., Lipovsky, B.P., Vieli, A. et al. Calving-driven fjord dynamics resolved by seafloor fibre sensing. Nature 644, 404-412 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09347-7
Автор: Gräff, D., Lipovsky, B.P., Vieli, A. et al.Источник: www.nature.com
А последствия этого ускоренного таяния ощутит вся планета. Помимо очевидной угрозы подъёма уровня мирового океана, есть и другая, не менее серьёзная. Огромные объёмы холодной пресной воды, поступающие в Северную Атлантику, могут нарушить работу Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции (АМОЦ) — глобального океанического «конвейера», который переносит тепло из тропиков в северные широты и во многом определяет климат в Европе и Северной Америке. Ослабление или остановка этого течения грозит непредсказуемыми климатическими изменениями.
«Вся система нашей планеты зависит от этих ледниковых щитов, — подчёркивает Грэфф. — Это хрупкая система, и нам необходимо понять её критические точки».
Благодаря оптоволоконному кабелю, брошенному на дно гренландского фьорда, мы сделали огромный шаг к этому пониманию. Мы впервые заглянули в «чёрный ящик» ледникового отступления и увидели скрытый двигатель этого процесса. Это знание не только пугает — оно даёт нам инструмент для более точных прогнозов и, возможно, шанс лучше подготовиться к будущему, которое формируется прямо сейчас в безмолвных глубинах полярных морей.
Этот веб-сайт использует файлы cookie или аналогичные технологии для улучшения вашего просмотра и предоставления персонализированных рекомендаций. Продолжая использовать наш веб-сайт, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности
