Западно-Антарктический ледяной щит

Западно-Антарктический ледяной щит (ЗАЛЩ) — это часть Антарктического ледяного щита, расположенная в Западном полушарии Антарктиды, к западу от Трансантарктических гор. Является крупнейшим ледниковым покровом на Земле, уступая по объёму только Восточно-Антарктическому ледяному щиту. Характеризуется тем, что его основание в значительной степени находится ниже уровня моря, что делает его особенно уязвимым к потеплению океана и повышению уровня Мирового океана.

География и границы

Западно-Антарктический ледяной щит занимает территорию, ограниченную с востока Трансантарктическими горами, с запада — горами Элсуэрта и Землёй Мэри Бэрд, а с севера — морем Росса и морем Уэдделла. Его площадь составляет около 1,97 миллиона квадратных километров, что примерно равно площади Гренландии. Средняя толщина льда — около 1,5 километров, максимальная — более 3 километров. Общий объём льда оценивается в 2,5–3,0 миллиона кубических километров, что эквивалентно примерно 3,3–4,0 метрам потенциального повышения уровня Мирового океана при полном таянии.

Основные компоненты

ЗАЛЩ включает несколько крупных ледниковых потоков и шельфовых ледников:

• Ледник Пайн-Айленд — один из самых быстро движущихся ледников Антарктиды, скорость течения достигает 3–4 километров в год.
• Ледник Туэйтса — крупнейший ледник Западной Антарктиды, известный как «ледник Судного дня» из-за его потенциального вклада в повышение уровня моря. Его площадь — около 192 000 квадратных километров.
• Шельфовый ледник Росса — крупнейший шельфовый ледник Антарктиды, площадью около 487 000 квадратных километров, служащий естественным барьером для стока льда с ЗАЛЩ.
• Шельфовый ледник Фильхнера-Ронне — второй по величине шельфовый ледник, расположенный в море Уэдделла, площадью около 422 000 квадратных километров.

Геологическое строение и основание

В отличие от Восточно-Антарктического щита, основание которого находится в основном на континентальной коре выше уровня моря, ЗАЛЩ покоится на ложе, которое в значительной степени расположено ниже уровня моря. Средняя глубина основания составляет около 500–1000 метров ниже уровня моря, а в некоторых районах (например, в жёлобе Бентли) достигает 2 555 метров ниже уровня моря — это самая низкая точка на поверхности Земли, не покрытая водой.

Ледниковое ложе

Ложе ЗАЛЩ состоит из осадочных пород и кристаллического фундамента, перекрытого морскими отложениями. Вдоль побережья и под шельфовыми ледниками ложе часто представляет собой мягкие, водонасыщенные осадки, которые способствуют быстрому скольжению льда. В центральных районах ложе сложено более твёрдыми породами, что замедляет движение льда.

Подлёдные озёра

Под ЗАЛЩ обнаружено несколько крупных подлёдных озёр, в том числе озеро Восток (частично под Восточно-Антарктическим щитом, но граничит с ЗАЛЩ) и озеро Уилланс. Эти озёра изолированы от атмосферы миллионы лет и представляют интерес для изучения экстремофильных микроорганизмов.

Климат и динамика

Климат Западной Антарктиды характеризуется экстремально низкими температурами, сильными ветрами и низкой влажностью. Среднегодовая температура на поверхности ЗАЛЩ составляет около -30 °C, а в зимние месяцы может опускаться до -60 °C. Однако в последние десятилетия наблюдается значительное потепление, особенно в летний период, что влияет на таяние поверхности и ускорение ледниковых потоков.

Движение льда

Лёд в ЗАЛЩ движется от центральных районов к побережью через ледниковые потоки. Скорость движения варьируется от нескольких метров в год в центральных районах до нескольких километров в год на ледниках Пайн-Айленд и Туэйтса. Основными механизмами движения являются:

• Внутренняя деформация — медленное течение льда под действием собственного веса.
• Скольжение по ложу — быстрое движение, когда лёд скользит по водонасыщенным осадкам или талой воде.
• Базальное таяние — таяние льда у основания из-за геотермального тепла и трения, что смазывает ложе и ускоряет движение.

Уязвимость к потеплению

ЗАЛЩ считается наиболее уязвимым компонентом Антарктического ледяного щита к изменению климата. Основная причина — его основание ниже уровня моря, что делает его подверженным воздействию тёплых океанских течений. Когда тёплая вода проникает под шельфовые ледники, она вызывает их таяние снизу, что может привести к отрыву айсбергов и ускорению стока льда. Этот процесс известен как «морская ледниковая нестабильность» (marine ice sheet instability, MISI).

История формирования

Формирование ЗАЛЩ началось около 34 миллионов лет назад, в эоцен-олигоценовый переход, когда Антарктида отделилась от Южной Америки и Австралии, и вокруг неё сформировалось циркумполярное течение. Однако современный вид ЗАЛЩ приобрёл в плейстоцене, около 2,6 миллиона лет назад, когда глобальное похолодание привело к нарастанию ледниковых щитов.

Палеоклиматические данные

Изучение кернов льда из ЗАЛЩ (например, проект WAIS Divide) позволило восстановить климатические условия за последние 68 000 лет. Данные показывают, что в периоды межледниковья, когда температура была на 2–3 °C выше современной, ЗАЛЩ значительно сокращался в размерах. В частности, во время последнего межледниковья (около 125 000 лет назад) уровень моря был на 6–9 метров выше современного, что частично связывают с таянием ЗАЛЩ.

Современное состояние и изменения

Потеря массы

С 1990-х годов ЗАЛЩ теряет массу льда с ускоряющимся темпом. По данным спутниковых наблюдений (GRACE, ICESat), в период 2002–2017 годов ЗАЛЩ терял в среднем около 159 гигатонн льда в год, что эквивалентно повышению уровня моря на 0,44 миллиметра в год. Основные потери приходятся на ледники Пайн-Айленд и Туэйтса, которые вносят около 10% от общего повышения уровня моря.

Таяние шельфовых ледников

Шельфовые ледники Росса и Фильхнера-Ронне также испытывают таяние снизу из-за тёплых океанских вод. В 2020 году было зафиксировано рекордное таяние шельфового ледника Росса, что привело к отрыву крупных айсбергов (например, айсберг B-15 площадью 11 000 квадратных километров в 2000 году). По оценкам, если все шельфовые ледники ЗАЛЩ исчезнут, это приведёт к ускорению стока льда и потенциальному коллапсу ледяного щита.

Прогнозы

Согласно климатическим моделям, при сценарии RCP 8.5 (высокие выбросы парниковых газов) ЗАЛЩ может потерять до 30% своей массы к 2100 году, что повысит уровень моря на 1–2 метра. В долгосрочной перспективе (1000–2000 лет) полное таяние ЗАЛЩ возможно при сохранении текущих тенденций потепления. Однако точные прогнозы затруднены из-за неопределённости в динамике ледников и океанских течений.

Экологическое значение

ЗАЛЩ играет ключевую роль в глобальной климатической системе. Он отражает солнечное излучение (альбедо), охлаждая планету, и влияет на циркуляцию океанских течений. Таяние ЗАЛЩ может привести к опреснению Южного океана, что нарушит термохалинную циркуляцию и повлияет на климат всего мира.

Биоразнообразие

Под ЗАЛЩ обитают экстремофильные микроорганизмы, адаптированные к высокому давлению, низким температурам и отсутствию света. В подлёдных озёрах обнаружены бактерии, археи и вирусы, которые могут быть аналогами жизни на других планетах (например, на спутнике Юпитера Европе).

Исследования

Научные станции

На ЗАЛЩ расположены несколько научных станций, в том числе:

• Станция Амундсен-Скотт (США) — на Южном полюсе, проводит климатические и гляциологические исследования.
• Станция Мак-Мердо (США) — крупнейшая антарктическая станция, обслуживающая исследования ЗАЛЩ.
• Станция «Восток» (Россия) — частично на границе ЗАЛЩ, известна бурением подлёдного озера Восток.
• Станция «Беллинсгаузен» (Россия) — на острове Кинг-Джордж, недалеко от ЗАЛЩ, проводит океанологические и метеорологические наблюдения.

Ключевые проекты

• WAIS Divide (США) — бурение ледяного керна глубиной 3 405 метров для изучения палеоклимата.
• Thwaites Glacier Collaboration (США, Великобритания) — международный проект по изучению ледника Туэйтса, включающий бурение, подводные роботы и спутниковые наблюдения.
• ICESat-2 (NASA) — спутниковая миссия для измерения высоты ледяного покрова с точностью до сантиметра.

Критика и споры

Концепция «ледника Судного дня»

Название «ледник Судного дня» для ледника Туэйтса подвергается критике за излишнюю драматизацию. Хотя его таяние действительно может привести к значительному повышению уровня моря, сроки и масштабы остаются неопределёнными. Некоторые учёные считают, что акцент на «катастрофическом» сценарии отвлекает внимание от необходимости принятия мер по смягчению изменения климата.

Политические аспекты

Антарктида управляется Системой Договора об Антарктике (1959), который запрещает военную деятельность и добычу полезных ископаемых. Однако таяние ЗАЛЩ и потенциальное открытие новых территорий могут привести к спорам о суверенитете и ресурсах. Россия, США, Китай и другие страны активно исследуют регион, что вызывает опасения по поводу милитаризации и коммерциализации.

Источники

1. Bindschadler, R. A., et al. (2011). «Getting around the Antarctic: A new view of the West Antarctic Ice Sheet from satellite imagery». Science.
2. Joughin, I., et al. (2014). «Marine ice sheet collapse potentially under way for the Thwaites Glacier Basin, West Antarctica». Science.
3. Shepherd, A., et al. (2018). «Mass balance of the Antarctic Ice Sheet from 1992 to 2017». Nature.
4. Rignot, E., et al. (2019). «Four decades of Antarctic Ice Sheet mass balance from 1979–2017». Proceedings of the National Academy of Sciences.
5. WAIS Divide Project Members (2013). «Onset of deglacial warming in West Antarctica driven by local orbital forcing». Nature.
6. IPCC (2021). «Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change».