Гренландия всё быстрее теряет свой лед

Айсберг, отколовшийся от одного из ледников Гренландии. Фото Конрада Стеффена из Колорадского университета с сайта news.mongabay.com

Ледники Гренландии стали таять быстрее, чем прежде. Ежегодно около 250 миллиардов тонн гренландского льда превращается в воду, которая стекает в Атлантический океан. Оценить масштаб этого явления позволили регулярные наблюдения за массой ледового покрова острова, проводимые с 2002 года при помощи двух искусственных спутников, расстояние между которыми меняется в зависимости от аномалий гравитации.

Примерно 10% всего льда на поверхности нашей планеты сосредоточены в Гренландии. Масса этой ледовой шапки, второй по мощности после Антарктиды, оценивается в 2,5 млн куб. километров. Если весь лед Гренландии растает, это приведет к повышению уровня Мирового океана на 7 метров. В последнее время состояние гренландских ледников стало объектом особого внимания, поскольку стало ясно, что если они начнут быстро таять (а в условиях наблюдаемого потепления климата это становится реальностью), то огромная масса пресной воды, поступившая в северную часть Атлантического океана, может остановить «конвейер Брокера» — глобальный круговорот океанических течений, ответственный за перенос тепла к северо-западным берегам Европы.

Конвейер Брокера Схема глобального круговорота: красным цветом выделена масса теплой воды, синим — холодной, движущейся на большей глубине. Рис. сайта www.anl.gov Уоллес Брокер — исследователь, впервые описавший глобальный океанический круговорот, известный теперь как «конвейер Брокера». Фото с сайта newsletter.dri.edu Важнейшая часть «конвейера», или «петли», Брокера (по имени американского исследователя Уоллеса Брокера (Wallace Smith Broecker), описавшего данное явление в конце 80-х годов ХХ века), — мощнейший (примерно в 100 раз превышающий сток Амазонки) поток воды, движущийся по Атлантическому океану с юга на север на глубине около 800 м. На широте Исландии этот поток поднимается к поверхности (дующие здесь ветры сгоняют поверхностную воду) и очень сильно охлаждается (в зимнее время — с 10° до 2°C), а отдаваемое им тепло определяет необычайную мягкость зим на севере Европы. Охлажденная и вследствие этого значительно «потяжелевшая» вода (которая и так характеризовалась повышенной соленостью, а следовательно — и плотностью) «тонет» — опускается вниз почти до самого дна, где начинает свой обратный путь на юг. Это течение, теперь уже холодное, пересекает экватор, обогнув Африку, поворачивает на восток, дает ответвление на север в Индийском океане (где поднимается к поверхности), а затем обогнув с юга Австралию и Новую Зеландию, направляется на север Тихого океана, где также поднимается к поверхности. В случае интенсивного таяния ледников Гренландии поступившая в море пресная вода разбавит ту массу соленой воды, что двигалась с юга, и вода эта, став менее плотной, перестанет «тонуть». Конвейер Брокера остановится, а в Европе начнется сильнейшее похолодание на много лет. Когда Гренландия перестанет таять, конвейер возобновит свою работу. В истории Земли такое уже случалось уже не раз.

Оценить состояние ледового покрова Гренландии в целом довольно сложно. Дело в том, что если на юге острова ледники подтаивают и становятся тоньше, то в центральной более высокой части острова они прирастают, причем в случае потепления климата быстрее, чем раньше, за счет большего количества выпадающего снега. Об этом свидетельствуют, в частности, дистанционные (со спутников) оценки высоты ледового покрова в разных частях Гренландии. Результаты соответствующей работы, соавторами которой являются наши соотечественники Кирилл Хворостовский и Леонид Бобылев из Петербургского Нансен-центра, опубликованы в прошлом году в журнале Science (cм. O. M. Johannessen et al. Recent ice-sheet growth in the interior of Greenland // Science. 2005. V. 310. P. 1013-1016, а также «Когда растают все льды Арктики»). Однако оценка массы всего ледового покрова на основе измерений только его высоты не учитывает различий в плотности снежно-ледяного покрова, хотя очевидно, что в центре — там, где ледник растет за счет выпадающего снега, — плотность меньше, чем там, где он сползает в море и, откалываясь, образует айсберги.

Аномалии гравитационного поля Земли согласно данным спутников GRACE. Рис. из статьи T.Murray. Greenland's ice on the scales (Nature. 2006. V.443. P.277-278)

Принципиально новые возможности оценки всей массы ледников Гренландии появились в 2002 году с началом проекта GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment — «Обретение гравитации и климатический эксперимент»), осуществляемого совместно Американским космическим агентством NASA и Немецким аэрокосмическим центром DLR. Два спутника GRACE находятся на расстоянии примерно 220 км друг от друга, причем при пролете над гравитационными аномалиями это расстояние изменяется, поскольку спутники сильнее или слабее притягиваются Землей. Непрерывная деятельность спутников GRACE (за ней и сейчас можно следить в интернете) позволяет получать картину гравитационного поля всей планеты (см. рис.) каждые 30 дней.

Опираясь на данные со спутников GRACE, Изабелла Великонья (Isabella Velicogna) и Джон Уор (John Wahr) из Института исследований окружающей среды Колорадского университета в Боулдере (США) оценили изменения массы всех ледников Гренландии, происходившие с апреля 2002 года по апрель 2006 года. Результаты их исследований, опубликованные в последнем номере журнала Nature, свидетельствуют, что за указанный период Гренландия теряла ежегодно более 200 миллиардов тонн льда. Средняя оценка составила 248 ± 36 км³/год, а если сравнивать данные за апрель 2002 года и апрель 2004 года, то скорость таяния льда увеличилась в два с половиной раза. При этом уменьшение мощности ледового покрова происходило исключительно за счет южной части Гренландии. Масса льда в северных районах оставалась практически неизменной. Таяние гренландских ледников должно сказываться на уровне Мирового океана. Расчет, проведенный авторами обсуждаемой работы, показал, что только за счет этого процесса уровень океана должен подниматься на 0,5 мм в год.

Изменения массы Гренландского ледового щита в период с апреля 2004 года по апрель 2006 года по данным обследования со спутников GRACE. Рис. из цитируемой статьи I.Velicogna, J.Wahr в Nature

Результаты, полученные со спутников GRACE, независимо использовались для оценки таяния ледников Гренландии и другой группой американских исследователей — из Центра космических исследований Техасского университета в Остине (J. L. Chen, C. R. Wilson, B. D. Tapley). Согласно их расчетам, обнародованным 10 августа 2006 года в онлайн-версии журнала Science, Гренландия за период с апреля 2002 года до ноября 2005 года теряла за год в среднем 239 ± 23 км³ льда. Как мы видим, эти оценки очень близки к тем, что опубликовали Вельконья и Уор в журнале Nature.

Источники:
1) Isabella Velicogna, John Wahr. Acceleration of Greenland ice mass loss in spring 2004 // Nature. 2006. V. 443 (7109). P. 329-331.
2) J. L Chen., C. R. Wilson, B. D. Tapley. Satellite gravity measurements confirm accelerated melting of Greenland Ice Sheet // Science Express. DOI: 10.1126/science.1129007. Published Online 10 August 2006

Алексей Гиляров

См. также:
1) Гренландский ледник ускоряет ход, «Элементы», 14.08.2005.
2) Гляциологи вразнобой прогнозируют будущий потоп, «Элементы», 08.11.2005.
3) Потери гренландских ледников выросли за 9 лет в три раза, «Элементы», 18.02.2006.
4) Гренландские ледники трещат по швам, «Элементы», 27.03.2006.
5) Таянье ледников Гренландии может привести к глобальному похолоданию, радио «Свобода», 03.08.2006.

Последние новости: Науки о Земле, Алексей Гиляров

9 февраля Колонии муравьев, состоящие из особей с разным типом поведения, оказываются более успешными

27 января Изменение ветров, дующих над Южным океаном, пошло на пользу альбатросам

11 января Для фитопланктона не действует закон Кляйбера

21 декабря Стойкость органического вещества почвы объясняется не столько его строением, сколько условиями, в которых оно пребывает

16 декабря «Живые ископаемые» саговники оказались вовсе не такими старыми

22 ноября Рост численности людей на Земле регулировался как положительными, так и отрицательными обратными связями

17 октября Новая модель связала образование земной коры, вулканы и кислород

11 октября Валовая первичная продукция биосферы на 25–45% выше, чем предполагалось ранее

26 сентября Анализ зубной эмали динозавров показал, что температура их тела была как у современных млекопитающих

7 сентября Численность населения Земли достигла семи миллиардов — что дальше?

Астрономические наблюдения недели

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):