Якобсхавн: Тающий гигант Гренландии

Введение

Ледник в Гренландии

Ледник Якобшавен (Jakobshavn Isbræ), также известный как ледник Илулисат, – крупный выводной ледник в Западной Гренландии. Он расположен недалеко от гренландского города Илулисат (историческое название – Якобшавн) и заканчивается в море в ледниковом фьорде Илулиссат. Ледник Якобшавен дренирует 6,5% ледяного щита Гренландии. Якобшавен – один из самых быстро тающих ледников в мире, и айсберги, откалывающиеся от Якобшавена, были ответственны за 4% повышения глобального уровня моря в XX веке. Ледниковый фьорд Илулиссат был объявлен объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО в 2004 году, отчасти благодаря важности ледника Якобшавен в углублении современного научного понимания изменения климата.

Имя

Якобшавн — название, используемое для этого ледника в научной литературе с 1853 года, когда датский геолог Хинрих Йоханнес Ринк назвал его Якобшавн Истрём (дат. Jakobshavn Isstrøm – Якобшавнский ледяной поток). В международной научной литературе (глациологами) его иногда называют ледником Якобшавен Исбраэ. Исбраэ – датское слово, означающее «ледник». Он также широко известен под англицизированной версией – ледником Якобшавен. Местное название этого ледника – Сермек Куяллек, где «сермек» означает «ледник» на гренландском языке, а «куяллек» – «южный». Ледник расположен к югу от города Илулиссат (колониальное название – Якобшавен). На сайте Всемирного наследия ЮНЕСКО используется это название при упоминании объекта Всемирного наследия – ледникового фьорда Илулиссат, который включает в себя нижнюю часть ледника. Иногда ледник называют ледником Илулиссат. Эта форма просто заменяет название Якобшавн на Илулиссат в связи с изменением названия города.

Ускорение и отступление

Якобшавн – один из самых быстродвижущихся ледников, скорость течения которого у его терминала составляла около 45 метров в день, но в среднем за год превышает 45 метров (150 футов), при этом летняя скорость еще выше (по данным за 2012–2013 годы). Скорость ледника Якобшавн колебалась в год в период с 1992 по 2003 год. Якобшавн Исбраэ отступал с 1850 по 1964 год, после чего последовал 35-летний период стационарного фронта. Якобшавн обладает самым высоким массовым потоком среди всех ледников, дренирующих Гренландский ледниковый щит. В районе окончания ледника также наблюдалась постоянная скорость в день (максимум в день в центре ледника) от сезона к сезону и от года к году, и, казалось, ледник находился в равновесии с 1955 по 1985 год. Положение терминала колебалось примерно на среднегодового значения в период с 1950 по 1996 год. После 1997 года ледник начал ускоряться и быстро истончаться, достигнув средней скорости в день в районе окончания. На Якобшавне ускорение началось на линии откола и распространилось вверх по леднику в 1997 году и вглубь материка к 2003 году. В 2012 году было зафиксировано значительное ускорение Якобшавна, с летними скоростями в 4 раза превышающими скорости 1990-х годов и среднегодовыми скоростями в 3 раза превышающими скорости 1990-х годов. Движение достигло более 17 000 метров в год. Впоследствии Якобшавн замедлился до скорости, предшествовавшей 1997 году, при этом отступление терминала продолжалось до 2015 года. В 2016 году исследователи обнаружили, что температура воды в его фьорде снизилась до уровня, сопоставимого с уровнем 1980-х годов. Аэрофотосъемка и спутниковые снимки показали, что до начала 2019 года это снижение температуры, вероятно, привело к повторному продвижению ледника, замедлению и утолщению (более чем на 30 метров с 2016 по 2018 год). Также было обнаружено, что крупные события откола, когда ледник производит айсберги, вызывают землетрясения из-за взаимодействия льда со льдом и дном фьорда, а также из-за длительных сил, действующих на твердую земную кору во время опрокидывания очень больших объемов отколовшегося льда (например, > 1 км3). Особенно крупные события откола на Якобшавне вызвали ледниковые землетрясения, которые регистрируются на сейсмографах по всему миру с магнитудой момента более 5,0. 15 февраля 2015 года произошел крупный откол площадью около 7 км2. 16 августа 2015 года на спутниковых снимках был зафиксирован крупнейший откол, когда-либо зарегистрированный на Якобшавне, площадью 12,5 км2.

Jakobshavn is one of the fastest moving glaciers, flowing at its terminus at speeds that used to be around per day but are over 45 metres (150 ft) per day when averaged annually, with summer speeds even higher (as measured 2012–2013). The speed of Jakobshavn Glacier varied between per year between 1992 and 2003. Jakobshavn Isbrae retreated from 1850 to 1964, followed by a stationary front for 35 years. Jakobshavn has the highest mass flux of any glacier draining the Greenland Ice Sheet. The glacier terminus region also had a consistent velocity of per day (maximum of per day in the glacier center), from season to season and year to year, the glacier seemed to be in balance from 1955 to 1985. The position of this terminus fluctuated by around its annual mean position between 1950 and 1996. After 1997 the glacier began to accelerate and thin rapidly, reaching an average velocity of per day in the terminus region. On Jakobshavn, the acceleration began at the calving front and spread up glacier in 1997 and up to inland by 2003. In 2012 a significant acceleration of Jakobshavn was observed, with summer speeds up to 4 times its speed in the 1990s, and average annual speeds of 3 times its 1990s speed. Movement reached more than 17,000 metres per year. Jakobshavn has afterwards slowed to near its pre 1997 speed, with the terminus retreat still occurring until 2015. In 2016, researchers found the water temperatures in its fjord had dropped to levels as cool as those in the 1980s. Airborne altimetry and satellite imagery show that until early 2019, this temperature drop likely caused the glacier to re advance, slow down, and thicken (by over 100 feet from 2016 to 2018). Large calving events where the glacier produces icebergs have also been found to trigger earthquakes due to ice ice and ice bottom of the fjord interactions. and from the longer duration forces exerted on the solid Earth during the capsize of very large (e. g., > 1 km3) calved ice volumes. Especially large calving events at Jakobshavn have produced glacial earthquakes that are detectable on seismographs worldwide with moment magnitudes in excess of 5.0. A large calving of approximately 7 km2 took place on 15 February 2015. On 16 August 2015 a calving was identified via satellite images as the largest ever recorded at Jakobshavn, with an area of 12.5 km2.

Механизмы

Первый механизм объяснения изменения скорости – это "эффект Звальли", однако он не является основным. Он основан на том, что талая вода достигает основания ледника и уменьшает трение за счет повышения давления воды у основания. Муль – это канал, по которому дополнительная талая вода достигает основания ледника. Эта идея, предложенная Джеем Звальли, была выявлена как причина кратковременного сезонного ускорения до 20% на леднике Якобшавнс в 1998 и 1999 годах в Швейцарском лагере. Ускорение длилось 2–3 месяца и составляло менее 10% в 1996 и 1997 годах, например. Авторы пришли к выводу, что "взаимосвязь между таянием поверхности и движением ледяного щита обеспечивает механизм для быстрых, крупномасштабных, динамических реакций ледяных щитов на потепление климата". Ускорение трех ледников не наблюдалось на момент проведения данного исследования, и авторы не делали выводов и не предполагали, что увеличение талой воды стало причиной вышеупомянутого ускорения. Изучение быстрого дренажа надледниковых озер зафиксировало кратковременные изменения скорости, вызванные такими событиями, но они не имели существенного значения для годового потока крупных выводных ледников, где небольшой дисбаланс сил, вызванный каким-либо возмущением, может привести к значительному нелинейному ответу. В данном случае дисбаланс сил на линии откола распространяется вверх по леднику. Истончение приводит к увеличению плавучести ледника, вплоть до того, что он становится плавучим у линии откола, и реагирует на изменения приливов. Уменьшение трения из-за большей плавучести позволяет увеличить скорость. Уменьшенная сила сопротивления на линии откола затем распространяется вверх по леднику посредством продольного растяжения, что Р. Томас называет уменьшением обратной силы. Причиной истончения может быть сочетание увеличения поверхностной и базальной абляции, поскольку в одном отчете представлены данные, показывающие внезапное повышение температуры подповерхностных океанических вод в 1997 году вдоль всего западного побережья Гренландии, и предполагается, что изменения в леднике Якобшавн обусловлены приходом относительно теплой воды, поступающей из Ирмингерского моря вблизи Исландии. Также имеются данные о глубокой подледниковой впадине под ледниковым выходом, идентифицированной с помощью методов сейсмической разведки. Существуют теории о том, что Гренландия состоит из трех крупных островов под ледяным щитом, разделенных у побережья тремя узкими проливами, одним из которых является ледник Якобшавн.

The first mechanism for explaining the change in velocity is the "Zwally effect" and is not the main mechanism, this relies on meltwater reaching the glacier base and reducing the friction through a higher basal water pressure. A moulin is the conduit for the additional meltwater to reach the glacier base. This idea, proposed by Jay Zwally, was observed to be the cause of a brief seasonal acceleration of up to 20% on the Jakobshavns Glacier in 1998 and 1999 at Swiss Camp. The acceleration lasted 2–3 months and was less than 10% in 1996 and 1997 for example. They offered a conclusion that the "coupling between surface melting and ice sheet flow provides a mechanism for rapid, large scale, dynamic responses of ice sheets to climate warming". The acceleration of the three glaciers had not occurred at the time of this study and they were not concluding or implying that the meltwater increase was the cause of the aforementioned acceleration. Examination of rapid supra glacial lake drainage documented short term velocity changes due to such events, but they had little significance to the annual flow of the large outlet glaciers. where a small imbalance of forces caused by some perturbation can cause a substantial non linear response. In this case an imbalance of forces at the calving front propagates up glacier. Thinning causes the glacier to be more buoyant, even becoming afloat at the calving front, and is responsive to tidal changes. The reduced friction due to greater buoyancy allows for an increase in velocity. The reduced resistive force at the calving front is then propagated up glacier via longitudinal extension in what R. Thomas calls a backforce reduction. The cause of the thinning could be a combination of increased surface ablation and basal ablation as one report presents data that show a sudden increase in subsurface ocean temperature in 1997 along the entire west coast of Greenland, and suggests that the changes in Jakobshavn Glacier are due to the arrival of relatively warm water originating from the Irminger Sea near Iceland. Evidence also exists for a deep subglacial trench beneath the glacial outlet, identified through seismic reflection methods. There are theories that Greenland consists of three large islands under the ice sheet, separated at the coast by three narrow straits, one of them Jakobshavn Glacier.

За льдом

В документальном фильме 2012 года под названием "Погоня за льдом" режиссера Джеффа Орловски, фотограф природы Джеймс Балог и его команда проекта "Экстремальные льды" (EIS) представили 75-минутный фрагмент, демонстрирующий откол ледника Якобшавн. Два видеооператора EIS несколько недель ожидали в небольшой палатке с видом на ледник и, наконец, стали свидетелями обрушения огромной массы льда с ледника. Это был самый продолжительный откол ледника, когда-либо заснятый на пленку.