Dynamiczny system pod powierzchnią lodu
Dziesięć lat precyzyjnych obserwacji orbitalnych zaowocowało niezwykłym odkryciem 85 aktywnych jezior ukrytych głęboko pod powierzchnią lodu. To znacząco poszerza listę znanych nam zbiorników tego typu: ze 146 do 231. Skala znaleziska każe na nowo przemyśleć modele opisujące funkcjonowanie antarktycznej hydrologii. Nowo zidentyfikowane jeziora różnią się od stabilnych zbiorników takich jak słynne Wostok. Charakteryzują się cyklicznym napełnianiem i opróżnianiem, co sprawia, że ich kształt i powierzchnia ulegają ciągłym zmianom w skali miesięcy i lat. To dowód na znacznie bardziej dynamiczny charakter podlodowcowego środowiska niż sądzono.
Czytaj też: Wyciągnęli z Antarktydy lód sprzed miliona lat. Otworzyliśmy wrota do przeszłości Ziemi
Badacze wykorzystali radarowy wysokościomierz satelity CryoSat-2, który przez dekadę rejestrował subtelne zmiany wysokości powierzchni lodu. Analiza około 15 miliardów indywidualnych pomiarów pozwoliła wykryć niewielkie podnoszenie się i opadanie pokrywy lodowej, co zdradzało aktywność jezior znajdujących się kilometry pod spodem.
Niezwykle trudno jest obserwować zdarzenia napełniania i opróżniania jezior podlodowcowych. Przed naszym badaniem na całym świecie zaobserwowano tylko 36 pełnych cykli, od początku napełniania podlodowcowego do końca opróżniania. Zaobserwowaliśmy 12 kolejnych pełnych zdarzeń napełniania-opróżniania, co zwiększa łączną liczbę do 48 – wyjaśnia Sally Wilson, główna autorka badania
Geografia i skala zjawiska
Rozmieszczenie nowo odkrytych zbiorników jest szczególnie interesujące. Aż 73 z 85 jezior znajduje się we Wschodniej Antarktydzie, podczas gdy tylko 12 zlokalizowano w części zachodniej. To sugeruje, że aktywne jeziora podlodowcowe są we wschodnim regionie znacznie powszechniejsze niż przypuszczano. Badanie ujawniło również istnienie 25 skupisk jezior oraz pięć wcześniej nieznanych sieci hydrologicznych, gdzie zbiorniki są ze sobą połączone. Gdy jedno jezioro się opróżnia, woda przepływa do kolejnego, tworząc skomplikowany system podziemnej hydrauliki. Cykl życia tych jezior okazał się zaskakująco długi. Średni czas opróżniania wynosi 2,2 roku, podczas gdy napełnianie trwa około 3,5 roku. Niektóre zbiorniki potrafią zmienić swoją powierzchnię nawet o 50% w różnych fazach cyklu.
Fascynujące było odkrycie, że obszary jezior podlodowcowych mogą zmieniać się podczas różnych cykli napełniania lub opróżniania. Pokazuje to, że antarktyczna hydrologia podlodowcowa jest znacznie bardziej dynamiczna niż wcześniej sądzono, więc musimy kontynuować monitorowanie tych jezior w miarę ich ewolucji w przyszłości – dodaje Anna Hogg z Uniwersytetu w Leeds
Wpływ na lodowce i poziom oceanów
Szczególnie niepokojące jest zlokalizowanie sześciu nowo odkrytych jezior zaledwie 8 kilometrów od linii uziemienia pokrywy lodowej, przy czym dwa najbliższe znajdują się tylko 4 km od brzegu. Bliskość oceanu oznacza, iż woda z tych zbiorników może stosunkowo łatwo przedostać się do morza, przyspieszając topnienie szelfów lodowych. Jeziora podlodowcowe powstają dzięki ciepłu geotermalnemu z wnętrza Ziemi lub tarciu generowanemu przez przemieszczający się lód. Kiedy taki zbiornik się opróżnia, uwolniona woda działa jak smar, ułatwiając lodowcowi szybsze przemieszczanie się w kierunku oceanu. Problem polega na tym, że obecne modele klimatyczne prognozujące wzrost poziomu morza w ogóle nie uwzględniają tej podlodowcowej hydrologii. To rodzi pytania o dokładność naszych obecnych przewidywań.
Czytaj też: Na Syberii pojawiają się tajemnicze otwory. Naukowcy wreszcie rozwikłali ich zagadkę
Numeryczne modele, których obecnie używamy do prognozowania wkładu całych pokryw lodowych w podnoszenie się poziomu morza, nie uwzględniają hydrologii podlodowcowej. Te nowe zbiory danych o lokalizacjach, zasięgach i szeregach czasowych zmian jezior podlodowcowych zostaną wykorzystane do rozwinięcia naszego zrozumienia procesów napędzających przepływ wody pod Antarktydą – podsumowuje Wilson
Co ciekawe, 81% aktywnych jezior znajduje się pod szybko płynącymi strumieniami lodu, poruszającymi się z prędkością przekraczającą 50 metrów rocznie. To potwierdza ścisły związek między aktywnością hydrologiczną a dynamiką lodowców. Odkrycie 85 nowych jezior to zaledwie wierzchołek góry lodowej. Modele hydrologiczne sugerują, że pod Antarktydą może kryć się tysiące podobnych zbiorników. Satelita CryoSat-2 objął obserwacjami jedynie 43% powierzchni kontynentu, co oznacza, iż ponad połowa wciąż czeka na zbadanie. W miarę rozwoju technologii satelitarnych możemy spodziewać się kolejnych odkryć, które zmienią nasze postrzeganie największej pokrywy lodowej Ziemi i jej wpływu na globalny klimat.