Гренландский ледниковый покров. Остров Гренландия – великий ледяной щит Земли

Почти полностью скрыт под толщей льда. Площадь ледников здесь составляет 1 834 тыс. кв. км. Ледники спускаются к самому океану, и здесь время от времени от основного ледяного щита откалывают огромные глыбы айсбергов и пускаются в плавание по океанским волнам.

Путешествуя по этому дикому миру, фотограф Ник Коббинг рассказывает историю ледников, оказавшихся в эпицентре глобального потепления.

(Всего 12 фото)

1. Ледник Петермана (один из 130 ледников, покрывающих Гренландию) и ледокол Arctic Sunrise. Плоская конечная часть этого ледника заходит в воду бассейна Хасла. Длина этой плавающей части составляет почти 40 км., лед постоянно подтаивает, и вокруг ледника образуется небольшая кайма пресной воды. Это и обуславливает разный цвет воды на фотографии.

2. Западное побережье Гренландии. Яркая луна освещает голубоватые айсберги. Если айсберг имеет насыщенный синий цвет, то, скорей всего, его возраст превышает 1000 лет.

3.По поверхности ледника Петермана течет целая река из талой воды. Часто по руслу таких рек в океан откалываются айсберги.

4. Почти идеально круглое озеро талой воды на леднике Питермана. Темное вещество на дне озера – это предположительно криоконит (особая, очень мелкая пыль, смешанная с илом). Это вещество поглощает солнечное тепло намного быстрее, чем окружающий белый лед, в результате лед тает, и проталина углубляется еще больше.

5. Один из разломов ледника Петермана. Именно по таким разломам части ледника откалываются и в виде айсбергов уплывают в океан. С каждым годом ледники теряют все больше льда. Самый большой откол от ледника Петерсона произошел на рубеже 2000 и 2001 гг. Тогда площадь откола составила 86 кв. км.

6. Самый большой ледник восточного побережья Гренландии Kangerdlugssuaq, и один из 12-ти самых быстротекущих, весь покрыт глубокими трещинами. Скорость течения этого ледника увеличивается год от года. Например, в 2005 г она достигла величина 14 км в год, или 1,6 м в час. Если все льды Гренландии растают, то это вызовет подъем уровня мирового океана на 7 м.

7. С высоты 800 м ледокол Arctic Sunrise уже почти невозможно рассмотреть среди осколков льда. С каждым годом данные о состоянии морских льдов Гренландии становятся все тревожнее.

8. Заполненные талой водой трещины ледника Петермана. Снимок сделан летом. Такие трещины образуются из-за того, что ледник постоянно стекает к морю.

9. Этот огромный айсберг откололся от ледника Гумбольта, который спускается в бухту Пибоди на северо-западе Гренландии. Обычно над поверхностью воды можно видеть не более одной девятой от всего объема айсберга, остальная часть этой громадины скрывается под водой. Больше всего айсбергов в Гренландии откалывается именно на западном побережье.

10. На этом снимке видно, как от ледника Гумбольта откололся огромный кусок льда и разбился на мелкие осколки. Ширина ледника Гумбольта составляет 110 км, и он выходит к морю стеной льда высотой почти в 100 м.

11. Вид ледника Петермана, испещренного озерами талой воды (снежницами). Этот ледник тает не только из-за теплого атмосферного воздуха. Его таяние ускоряют и потоки тепла, распространяющиеся в его толще. Когда окружающая температура растет, лед, находящийся под снежницей тает еще интенсивнее. При внезапном похолодании поверхность снежницы схватывается ледяной коркой, под которой удерживается тепло, и при этом внутреннее таяние может продолжаться.

12.Постоянное движение водных потоков внутри льда образует необычную внутреннюю структуру, которая хорошо видна на этом айсберге.

, Якобсхавн , идёт на своеобразный скоростной рекорд. Анализируя спутниковые снимки, которые фиксировали положение ледника раз в 11 дней с начала 2009 года до весны 2013, учёные поняли, что средняя скорость движения Якобсхавна летом 2012 года достигла небывалых 46 метров (то есть примерно половины длины футбольного поля) в день. Такая скорость передвижения - самая быстрая за всю историю гренландских ледяных гигантов.

(фото Ian Joughin, PSC/APL/UW).

Любопытно, что широко распространено мнение, что именно Якобсхавн породил айсберг, потопивший "Титаник" в 1912 году. Глыбы льда продолжают откалываться от ледника и сегодня. Они затем тают и приводят к повышению уровня Мирового океана (во многом это происходит из-за повышения общемировых температур). В период с 2005 по 2010 год ледники Гренландии сбросили в море столько льда, что было бы достаточно для поднятия уровня моря в среднем на 0,7 миллиметров в год. Якобсхавн был виновником примерно седьмой части этого подъёма. Всего на Якобсхавн приходится 6,5 % площади островного льда. Он образует 10% айсбергов Гренландии, сбрасывая в океан 35 миллиардов тонн льда ежегодно.

"Сейчас мы наблюдаем, как скорость движения этого ледника увеличилась в четыре раза по сравнению с 1990-ми годами, а ведь даже тогда Якобсхавн считался одним из самых быстрых ледников, - комментирует доктор Ян Йоджин (Ian Joughin) из Вашингтонского университета, ведущий автор исследования. - Даже несмотря на то, что Якобсхавн всегда был рекордсменом, недавнее его ускорение стало для нас неожиданностью. Как мы знаем, с 2000 по 2010 год отколовшегося от него льда хватило, чтобы повысить уровень Мирового океана на миллиметр. Этот показатель непременно будет расти, если скорость за следующее десятилетие будет только увеличиваться".

Несмотря на свою рекордную скорость, Якобсхавн не одинок. Предыдущие исследования показали, что 200 крупнейших ледников Гренландии также ускорились за последнее десятилетие, в среднем, примерно на 30%.

(иллюстрация ESA).

В 2013 году американские учёные , что в рекордном таянии гренландского льда повинны облака, создающие подобие парникового эффекта. По предварительным подсчётам, если на острове растает весь лёд и вода окажется в Мировом океане, то его уровень поднимется на 6,4 метра, что приведет к катастрофическим последствиям. Последние данные , полученные климатологами из института Макса Планка (Max Planck Institute), указывают на то, что изменения климата в арктическом регионе во многом обусловлены эффектом обратной связи: температуры, водяной пар и облака внесли свой вклад в потепление, а альбедо поверхности преумножило его. Чем меньше льда и снега, тем меньше тепла отражается обратно в космос, а значит, тем больше поднимается температура поверхности.

Спутниковые данные ESA , что изменения температуры воздуха и количества зимних осадков в течение последних десятилетий сказались на толщине и продолжительности существования ледяного покрова арктических озёр Аляски. С каждым годом толщина льда на мелководных озёрах уменьшается, следовательно, с каждым годом всё меньше озёр зимой замерзают полностью, до самого дна. Согласно исследованию учёных из канадского университета Ватерлоо (University of Waterloo), в период с 1991 по 2011 год "основной лёд" (то есть тот, под которым нет незамороженной воды) арктических озёр истончился на 22%, то есть примерно на 21-38 сантиметров.

Гренландский ледник теряет массу. Причем скорость потери льда быстро растет. Но если раньше это было лишь обоснованным предположением, то в последнее время появляются все более точные измерения. По данным Геологической службы США, и в 300 раз больше, чем содержится во всех озерах, болотах и реках Земли. Если полностью растопить весь этот лед, уровень океана может подняться на 80 метров. Но и значительно меньшие изменения в состоянии ледниковых шапок Антарктиды и Гренландии могут заметно изменить условия жизни на Земле. Как проследить за этими изменениями?

Казалось бы, достаточно просто регулярно измерять объем ледников. Но это проще сказать, чем сделать. Обычно полярные экспедиции сейсмическими методами определяют толщину ледового покрова в разных точках, усредняют результаты и умножают на площадь оледенения. Точность таких измерений довольно низкая: для Гренландии относительная погрешность измерения объема составляет около 5%, а для Антарктиды почти 10% . Между тем ежегодный сток полярных ледников в море составляет менее сотой доли процента их объема.

У гляциологов разработаны весьма тонкие методы изучения приходно-расходного баланса ледников. В верхней части ледника области питания выпадающий снег смерзается и увеличивает массу льда, в нижней части области расхода лед тает или, сползая в море, откалывается в виде айсбергов. Между зонами питания и расхода лед медленно движется под действием силы тяжести.

Чтобы понять, растет масса ледника или сокращается, нужно измерить, сколько льда накапливается в его верхней питающей части и сравнить с потерями в нижней расходной части. Накопление льда отслеживается по специальным вешкам, которые постепенно погружаются в лед. А расход в Гренландии и Антарктиде можно оценивать по скорости движения льда, спускающегося к воде, которая в случае шельфовых ледников измеряется сотнями метров в год, но может превышать 10 км/год.

Именно такое ускорение ледников наблюдается в Гренландии в последние годы. Например, ледник Петермана на севере острова шириной 60 км за пять лет двое увеличил скорость. Другой ледник Кангерлуссуак на востоке Гренландии ускорился почти втрое с 5 до 14 км/год. И все же приходно-расходный метод не дает приемлемой точности. Скорость движения льда не только меняется во времени, но и не одинакова по глубине и ширине ледника. Поэтому составить точный баланс совсем непросто. А теперь учтите тысячи километров береговой линии, где лед сходит в воду. Короче говоря, нужен принципиально иной метод.

Новая возможность появилась 17 марта 2002 года, когда российской ракетой «Рокот» с космодрома Плесецк были запущены разработанные совместно США и Германией два спутника-близнеца GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment). Спутники вышли на околополярную (наклонение 89°) орбиту высотой около 500 км и движутся по ней строго друг за другом на расстоянии 220±50 км. Раз в месяц или два проводится коррекция орбиты, чтобы сохранить строй.

Главная цель проекта GRACE высокоточное измерение гравитационного поля Земли, или иными словами, определение формы геоида. Это ведь только в учебниках для начальных классов Земля имеет форму шара. Уже в старших классах мы узнаем, что она сплюснута у полюсов и представляет собой эллипсоид вращения. Ну, а специалисты говорят, что Земля имеет форму геоида, то есть вообще ни на что не похожа, кроме самой себя.

Геоид это условная поверхность океана, которую он имел бы, если бы на него не действовали никакие силы, кроме земного притяжения. Из-за того, что масса внутри Земли распределена неоднородно, геоид отличается и от шара, и от эллипсоида. Более того, даже поверхность реального океана не следует строго его форме в открытом море она отклоняется от геоида на величину до двух метров. Это вызвано колебаниями атмосферного давления, солености и температуры воды, морскими течениями, приливными волнами и множеством других факторов. Форму геоида определяют путем тщательных изменений гравитационного поля Земли. Поверхность геоида мысленно продолжают под всеми континентами. Там она проходит повыше, чем в океане сказывается тяготение пород в материковых плитах. Под ледниковыми щитами геоид тоже немного приподнимается.

До запуска спутников GRACE погрешности определения формы геоида в разных районах Земли достигали 2090 см. GRACE должные повысить точность ни много, ни мало в тысячу раз, сократив ошибки до 0,4 мм. Метод измерения основан на том, что небольшие гравитационные аномалии, определяющие форму геоида, влияют на траектории движения спутников. Их координаты определяются по сигналам системы глобального позиционирования GPS. Но одних только данных GPS для достижения нужной точности недостаточно. Поэтому спутники постоянно связаны микроволновым лучом, который позволяет измерять расстояние между ними с точностью до 10 микрон это в 10 раз меньше толщины человеческого волоса.

Измерения спутников GRACE впервые позволили непосредственно определить, как меняется масса льда в Гренландии. Оказалось, что с апреля 2002 по ноябрь 2005 года (период, за который уже обработаны данные) Гренландия теряла в среднем по 239 км 3 льда в год, что соответствует среднему уменьшению толщины льда на 1314 см/год. Причем в последние полтора года этот процесс претерпевает ускорение. Эти результаты приводит журнал New Scientist , со ссылкой на группу исследователей из Техасского университета в Остине.

Гравиметрические измерения не единственный современный метод оценки объема ледников. Независимые результаты дает американский спутник ICESat (Ice, Cloud, and land Elevation Satellite). Он был запущен 13 января 2003 года с космодрома Ванденберг и тоже работает на околополярной орбите с наклонением 86° и высотой 600 км. Главный научный прибор на ICESat высокоточный лазерный альтиметр GLAS (Geoscience Laser Altimeter System). По внешнему виду он напоминает телескоп, направленный строго вертикально вниз. Сорок раз в секунду он посылает к Земле короткий лазерный импульс, который высвечивает пятно диаметром семьдесят метров (для глаз он безопасен). Спутник регистрирует световую задержку она составляет около четырех миллисекунд и по ней определяет расстояние до поверхности.

Точность измерений альтиметра GLAS такова, что позволяет заметить изменение уровня моря или льда на 1 см/год. Измерения гренландского ледника со спутника ICESat подтвердили данные GRACE ледник теряет около 240 км 3 /год, втрое больше, чем по прежним оценкам, сделанным в период с 1997 по 2003 год. Этой величине соответствует прирост уровня моря 0,66 мм/год. На первый взгляд немного. Но это почти половина от 1,5 мм/год средней скорости подъема уровня мирового океана за последние 100 лет. И это вклад только одной Гренландии. По оценкам за последнее десятилетие скорость подъема уровня моря достигла 23 мм/год. Кстати, уточнить эту величину другая задача спутника ICESat.

Впрочем, полного согласия по этому вопросу среди ученых пока нет. Специалисты из университета штата Колорадо в Боулдере обработали данные все с тех же спутников GRACE и получили существенно меньшую оценку потерь гренландского ледника всего 152 км 3 /год. Различия могут быть вызваны недостаточной изученностью движения воздушных масс и приливов в Северном Ледовитом океане, которые тоже оказывают влияние на гравиметрические измерения.

Обеспечить независимую проверку этих результатов должен был европейский спутник CryoSat, однако он был потерян при неудачном запуске ракеты-носителя «Рокот» 8 октября 2005 года. Тем не менее, Европейский Союз считает эти исследования настолько важными, что вскоре утвердил план повторного строительства и запуска аппарата CryoSat-2 . Его запуск планируется на март 2009.

30 июля 2015. Ледники Гренландии постепенно тают. Ледовый покров Гренландии – это огромные горы льда и снега, иногда высотой по 3000 метров. Это вторая по величине масса льда на планете после Антарктиды. Она покрывает 80% острова Гренландия.

Но эти объёмы сокращаются, хоть и очень медленно. Частично это вызвано таянием, частично — обрушением края ледников в океан, которое происходит быстрее, чем обычно.

Учёные из Датского метеорологического института собирают данные при помощи спутников, а также исследовательских станций в Гренландии.

Учёный-климатолог Рут Моттрэм говорит, что в этом году снега выпало больше, чем обычно, и что сезон таяния льда начался намного позже, чем в предыдущие годы: не в конце мая, а только в середине июня. Но при этом снег тает обильнее, чем ожидали ученые.

Рут Моттрэм, учёный-климатолог: «На самом деле последние три недели наблюдалось интенсивное таяние снега. Более интенсивное, чем обычно в это время года».

Согласно исследованиям, с 1840 года таяние льдов Гренландии интенсифицировалось на 60%, а откалывание кусков льда в океан – на 40%.

В то же время снегопады стали более обильными. Но они не могут полностью возместить потери от интенсивного таяния.

Рут Моттрэм, учёный-климатолог: «Мы можем видеть очень интенсивное таяние за короткий промежуток времени. Это изменяет всю поверхность ледяного покрова».

Учёные говорят, что если весь лёд и снег в Гренландии растает, то уровень мирового океана поднимется на 7 метров. Но на это уйдёт очень много времени.

Рут Моттрэм, учёный-климатолог: «Если эта тенденция сохранится, или если объёмы станут возрастать, то ледяной покров может вообще исчезнуть. Конечно, это займёт сотни, если не тысячи лет. За одну ночь всё не исчезнет».

Причина таяния – изменение климата. В Гренландии постепенно становится теплее. Средняя годовая температура выросла на 1,5 градуса Цельсия.

Сотрудник Геологической службы Гренландии и Дании говорит, что даже небольшое повышение уровня океана приведёт к масштабным катастрофам, затронет жизни миллионов людей и выльется в миллиарды долларов убытков.

Дирк ван Ас, Геологическая служба Гренландии и Дании: «За эти годы таяние привело к повышению уровня мирового океана вот настолько. Вы подумаете, что это немного. Но через десять лет это повышение вдруг станет уже вот таким. И тогда глобальное потепление будет всё более интенсивным».

В конце ноября в Париже состоится климатическая конференция ООН. На ней планируют обсудить, как сдержать глобальное потепление, чтобы сохранить ледники.

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

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. // 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.

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 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 км 3 /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.

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 км 3 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.