Ледяной шельф Росса: крупнейший в Антарктиде

Введение

Шельф Росса — самый большой ледяной шельф Антарктиды (по состоянию на 2013 год, площадью примерно и около в поперечнике: примерно размером с Францию). Его толщина составляет несколько сотен метров. Почти вертикальный ледяной фронт, обращенный к открытому морю, имеет протяженность более чем и возвышается над поверхностью воды на метров. Однако 90 процентов плавучего льда находится под водой. Большая часть шельфа Росса расположена в секторе зависимости Росса, на который претендует Новая Зеландия. Он плавает и покрывает большую южную часть моря Росса и весь остров Рузвельта, расположенный в восточной части моря Росса. Шельф назван в честь сэра Джеймса Кларка Росса, который открыл его 28 января 1841 года. Первоначально он назывался «Барьер» с различными определениями, включая «Великий ледяной барьер», поскольку он препятствовал продвижению судов южнее. Росс нанес на карту ледяной фронт в восточном направлении до 160° з.д. В 1947 году Комитет США по географическим названиям присвоил этому объекту название «ледяной шельф Росса» и опубликовал его в первом антарктическом справочнике США. В январе 1953 года название было изменено на «шельф Росса»; это название было опубликовано в 1956 году.

Состав и движение

Шельфовые ледники – это толстые ледяные плиты, непрерывно формирующиеся ледниками и плавающие на поверхности океана. Эти шельфы выполняют роль "тормозов" для ледников. Они также служат важной цели – смягчают интенсивность таяния на поверхности ледников. После удаления шельфового ледника скорость ледника возрастает из-за просачивания талой воды и/или уменьшения тормозящего эффекта, и он может начать сбрасывать в океан больше льда, чем накапливается в виде снега в области его питания. Увеличение скорости ледников уже наблюдается в районах Антарктического полуострова, где шельфовые ледники распались в предыдущие годы. Шельф Росса – один из многих подобных шельфов. Он простирается в Антарктиду с севера и занимает площадь около 400 000 км², почти равную площади Франции. Айсберг B-15, самый крупный зарегистрированный айсберг в мире, откололся от шельфа Росса в марте 2000 года. Ученые давно проявляют интерес к шельфу и его составу. Многие научные группы, изучающие Антарктику, разбивали лагеря на шельфе Росса или рядом с ним. К ним относится станция Мак-Мердо, построенная рядом с шельфовым ледником Росса на вулканических породах. С 1967 по 1972 год Институт полярных исследований Скотта опубликовал обширные наблюдения, полученные с помощью радиоэхолокации. Эта техника позволяла проводить измерения с воздуха, охватывая трассу протяженностью 35 000 км, по сравнению с 3000 км трассы, полученной при предыдущем сейсмическом зондировании на земле. Более детальные исследования проводились в период с 1973 по 1978 год. Был запущен значительный научный проект – Проект шельфового ледника Росса, целью которого было бурение в шельфе для отбора проб биомассы в этом районе и получения других данных о шельфе и его связи с морским дном. Считается, что это первая океанографическая скважина в шельфовом леднике. Проект включал в себя наблюдения за ледниками на поверхности, а также бурение, и работы по изучению ледников начались на этапе планирования бурения. Бурение планировалось начать в 1974 году, но фактическое бурение было отложено до 1976 года. Наконец, в 1977 году ученым удалось успешно пробурить лед, создав скважину, из которой можно было брать пробы каждые несколько дней в течение трех недель. Команда смогла составить карту морского дна, изучить приливы и отливы, а также оценить рыбные запасы и другие формы жизни в воде. Исследователи также изучили океанографические и геологические условия, а также температуру льда. Они оценили, что температура основания шельфа составляла -2,16 °C (27,3 °F). Они также провели другие расчеты, связанные с колебаниями температуры. В 1980-х годах была установлена сеть метеостанций для регистрации температуры на шельфе и в более отдаленных частях континента. Национальный центр данных о снеге и льде при Университете Колорадо изучал шельфовые ледники и в 2002 году объявил, что, основываясь на нескольких разрушениях шельфовых ледников, включая Ларсена Б, начал переоценивать их стабильность. Ученые заявили, что температура самой теплой части шельфа "в настоящее время летом всего на несколько градусов ниже той, при которой может начаться аналогичный процесс отступления". Шельф Росса является основным путем оттока для нескольких крупных ледников, дренирующих Западно-Антарктический ледяной щит, который содержит эквивалент 5 метров повышения уровня моря в его льдах, находящихся над уровнем моря. В отчете также отмечается, что наблюдения за "отколом айсбергов" на шельфе Росса, по их мнению, не связаны с его стабильностью. Научная группа из Новой Зеландии установила лагерь в центре шельфа в конце 2017 года. Экспедицией руководил ледниковед Кристина Хулбе, в состав которой вошли океанографы, ледниковеды, биологи и осадочные геологи для изучения льда, океана и осадков в центральной части шельфа. Одним из ключевых результатов было то, что лед в этом районе замерзает повторно. Повторное замерзание и рост шельфового ледника – явление не редкое, но ситуация на шельфе Росса оказалась очень изменчивой, поскольку не было никаких свидетельств длительного замерзания. Недавнее исследование связывает эту изменчивость, в частности, с приливным перемешиванием. Вторая новозеландская экспедиция в 2019 году отправилась в район линии заземления ледяного потока Камб. Буровая установка с горячей водой на этом участке прошла через более чем 500 метров снега и льда в океаническую полость глубиной всего 30 метров. Помимо отбора проб океана и осадков, это было первое развертывание под шельфовым ледником Росса дистанционно управляемого подводного аппарата Icefin, разработанного в Технологическом институте Джорджии, аппарата, разработанного с учетом параметров, подходящих для исследования жидких полостей, таких как Европа. Та же новозеландская команда вернулась к другому участку вдоль побережья Камб в декабре 2021 года, на этот раз пробурив реку под лед, которая оказалась по сути океанической. Команда смогла проплавить лед и обнаружить, что река глубиной 250 метров образовала относительно узкий канал под льдом. Они также зафиксировали свидетельства цунами, вызванного извержением и цунами Хунга-Тонга-Хунга-Хаапаи в 2022 году.

Ice shelves are thick plates of ice, formed continuously by glaciers, that float atop an ocean. The shelves act as "brakes" for the glaciers. These shelves serve another important purpose—"they moderate the amount of melting that occurs on the glaciers' surfaces. Once their ice shelves are removed, the glaciers increase in speed due to meltwater percolation and/or a reduction of braking forces, and they may begin to dump more ice into the ocean than they gather as snow in their catchments. Glacier ice speed increases are already observed in Peninsula areas where ice shelves disintegrated in prior years." The Ross Ice Shelf is one of many such shelves. It reaches into Antarctica from the north, and covers an area of about , nearly the size of France. Iceberg B 15, the world's largest recorded iceberg, was calved from the Ross Ice Shelf during March 2000. Scientists have long been intrigued by the shelf and its composition. Many scientific teams researching the Antarctic have made camps on or adjacent to the Ross Ice Shelf. This includes McMurdo Station, built next to the Ross Ice Shelf on volcanic rock. From 1967 to 1972 the Scott Polar Research Institute reported extensive observations using radio echo sounding. The technique allowed measurements to be taken from the air; allowing a criss cross track of 35,000 km to be covered; compared with a 3,000 km track from previous seismic sounding on the ground. More detailed surveys were executed between 1973 and 1978. A significant scientific endeavor called the Ross Ice Shelf Project was launched with a plan of drilling into the shelf to sample the biomass in the area and make other determinations about the shelf and its relationship to the sea floor. This is believed to be the first oceanographic ice shelf borehole. The project included surface glaciological observations as well as drilling, and the glaciological portion started during the planning phase of the drilling. The drilling portion of the project was to have begun during 1974, but the actual drilling was delayed until 1976. Finally, in 1977, the scientists were able to drill successfully through the ice, making a hole that could be sampled every few days for three weeks. The team was able to map the sea floor, study the tides, and assess the fish and various other forms of life in the waters. The team also examined the oceanographic and geological conditions as well as the temperature of the ice. They estimated that the base of the shelf was −2.16 °C (27.3 °F). They also made other calculations about the fluctuations of the temperatures. During the 1980s, a network of weather stations was installed to record temperatures on the shelf and throughout the more remote parts of the continent. University of Colorado's National Snow and Ice Data Center has been studying ice shelves and, in 2002, announced that, based on several breakups of ice shelves, including Larsen B, has begun to reassess their stability. Their scientists stated that the temperature of the warmest portion of the shelf is "only a few degrees too cool in summer presently to undergo the same kind of retreat process. The Ross Ice Shelf is the main outlet for several major glaciers draining the West Antarctic Ice Sheet, which contains the equivalent of 5 m of sea level rise in its above sea level ice." The report added that observations of "iceberg calving" on the Ross Ice Shelf are, in their opinion, unrelated to its stability. A science team from New Zealand installed a camp in the centre of the shelf in late 2017. The expedition was led by glaciologist Christina Hulbe and brought together oceanographers, glaciologists, biologists and sedimentologists to examine the ice, ocean and sediment in the central shelf region. One of the key findings was that the ice in the region was re freezing. This re freezing and growth of an ice shelf is not uncommon but the Ross Ice Shelf situation appeared to be very variable as there was no evidence of long term freezing. A recent study attribute this variability in part to tidal mixing. A second New Zealand expedition in 2019 traveled to the grounding line region of the Kamb Ice Stream. The hot water drill borehole at this site penetrated through over 500 m of snow and ice to an ocean cavity only 30 m deep at this location. As well as sampling the ocean and sediment, it was the first deployment beneath the Ross Ice Shelf of the Remotely operated underwater vehicle Icefin developed at Georgia Tech, a vehicle designed around parameters suitable for exploration of the liquid cavities of places like Europa. The same New Zealand team returned to another site along the Kamb coast in December 2021, this time drilling through an under ice river that proved to be essentially oceanic. The team were able to melt through the ice to discover the 250 m deep river had formed a relatively narrow channel beneath the ice. They also recorded evidence of the tsunami generated by the 2022 Hunga Tonga–Hunga Ha'apai eruption and tsunami.