Pod lodem Antarktydy kryje się pagórkowaty labirynt i gigantyczna dolina

Pod prawie dwukilometrową warstwą lodu Antarktyda chowa krajobraz, który bardziej przypomina surowe góry niż płaską pustynię.

Najnowsza, wyjątkowo dokładna mapa dna kontynentu ujawnia gęstą sieć pagórków, strome zbocza oraz gigantyczną dolinę ukrytą pod lodową czapą. Dla klimatologów to brakujący element układanki, który pomoże lepiej przewidywać tempo topnienia lodu i przyszły wzrost poziomu oceanów.

Nowa mapa spod lodu: dwa razy więcej pagórków, jedna ogromna dolina

Antarktyda w większości kojarzy się z białą, równą taflą lodu. Z kosmosu rzeczywiście wygląda jak gładki kształt, ale pod tą skorupą rozciąga się mocno pofałdowany teren. Dzięki nowej mapie, stworzonej z niespotykaną dotąd szczegółowością, naukowcy zobaczyli, że pod lodem znajduje się mniej więcej dwa razy więcej pagórkowatych form terenu, niż wynikało ze wcześniejszych opracowań.

Jeszcze większe wrażenie robi olbrzymia dolina ciągnąca się na setki kilometrów, głęboko wcięta w ląd. Takie struktury działają jak autostrady dla lodu: przyspieszają spływ lodowców w stronę oceanu, a to ma bezpośredni wpływ na globalny poziom morza.

Nowa mapa pokazuje, że pod antarktycznym lodem kryje się dynamiczny, pełen ostrych form teren, który steruje ruchem lodowców niemal jak system korytarzy i barier.

Jak powstała najdokładniejsza mapa ukrytego kontynentu

Zaglądanie pod kilometr lodu nie jest proste. Badacze połączyli kilka technik pomiarowych, aby zrekonstruować rzeźbę terenu skrytą pod czapą o grubości sięgającej nawet kilku kilometrów. Kluczowe okazały się dane z radarów przenikających lód, pomiary grawitacyjne oraz precyzyjne dane satelitarne o prędkości przesuwania się lodu.

• radary pokładowe samolotów i pojazdów – wysyłają impulsy, które odbijają się od podłoża skalnego;
• pomiary grawitacji – pozwalają pośrednio oszacować kształt i gęstość podłoża;
• obserwacje z satelitów – śledzą, jak szybko i w którą stronę spływa lód;
• modelowanie komputerowe – łączy wszystkie dane w jedną, spójną mapę.

Takie podejście umożliwiło stworzenie cyfrowego modelu terenu o dużo wyższej rozdzielczości niż w poprzednich projektach. Dzięki temu widać mniejsze pagórki, ostre grzbiety, bramy skalne oraz ślepe kotliny, które wcześniej zlewały się w jedną, gładką powierzchnię.

Antarktyda pełna kanionów i stromych ścian

Już wcześniejsze prace, jak projekt BedMachine, ujawniły istnienie głębokich kanionów pod lodem, w tym najniżej położony punkt lądowy na Ziemi pod lodowcem Denman – ponad 3,5 kilometra poniżej poziomu morza. Teraz obraz stał się jeszcze bogatszy. Badacze widzą, jak sieć dolin łączy się w całe systemy, tworząc złożony układ „korytarzy” dla płynącego lodu.

Strome ściany skalne i górskie grzbiety działają jak tamy, spowalniając lub blokując lód w niektórych miejscach. Głębokie doliny oraz szerokie obniżenia przyspieszają przepływ i ułatwiają wodzie z topniejącego lodu odprowadzanie w stronę morza.

Tam, gdzie podłoże gwałtownie się obniża, każdy metr cofania się lodowca może uruchomić lawinowy proces dalszego topnienia i przyspieszonego spływu lodu.

Dlaczego kształt terenu pod lodem decyduje o poziomie mórz

Antarktyczna czapa lodowa pokrywa około 98 procent powierzchni kontynentu i gromadzi jedną z największych rezerw słodkiej wody na planecie. Gdy ten lód topnieje lub zsuwa się do oceanu w postaci gór lodowych, poziom wody w oceanach rośnie. Tempo tego procesu w dużej mierze zależy od ukształtowania terenu pod lodem.

Jeśli podłoże nachyla się w stronę wnętrza kontynentu, woda morska łatwiej wciska się pod lód od strony wybrzeża. Ciepłe masy wody podcinają wtedy lodowiec od spodu, osłabiają go i mogą uruchomić przyspieszone cofanie się czoła lodu. Gdzie indziej, tamy skalne i wyniesione progi stabilizują lodowiec i utrudniają ciepłej wodzie dostęp w głąb lądu.

Gigantyczna dolina jako słaby punkt antarktycznego lodu

Wśród nowych szczegółów na mapie szczególnie wyróżnia się jedna ogromna dolina, ciągnąca się między obszarami pokrytymi szybkim lodem a bardziej stabilnym wnętrzem kontynentu. Jej dno leży znacznie poniżej poziomu morza, co czyni ją potencjalnym kanałem wnikania ciepłej wody w głąb lądu.

Naukowcy ostrzegają, że jeśli czoło lodowca cofnie się ponad próg broniący wejścia do tej doliny, proces może ruszyć z dużą prędkością. W takim scenariuszu potężne masy lodu mogłyby w ciągu kolejnych dekad popłynąć ku oceanowi znacznie szybciej, niż zakłada wiele obecnych modeli klimatycznych.

Jedna dolina w strategicznym miejscu może zadecydować, czy mówimy o kilku, czy kilkunastu dodatkowych centymetrach wzrostu poziomu mórz w tym stuleciu.

Czułe miasta nadmorskie

Wzrost poziomu oceanów o kilkanaście centymetrów brzmi niewinnie, ale dla nisko położonych miast nadmorskich to różnica między sporadycznymi podtopieniami a regularnymi zalaniami. Wyższa linia wody oznacza, że silne sztormy wpychają fale głębiej w ląd, a osłabione wały przeciwpowodziowe działają mniej skutecznie.

Dla krajów takich jak Bangladesz, Holandia czy wyspiarskich państw Pacyfiku każdy centymetr ma wymierne skutki społeczne i ekonomiczne. Nowa mapa Antarktydy bezpośrednio zasila modele, które próbują oszacować skalę tych zmian do końca stulecia.

Co ta mapa zmienia w badaniach klimatu

Modele klimatyczne i symulacje przyszłości lodowców opierały się dotąd na uproszczonym obrazie terenu pod lodem. Teraz do równań można wprowadzić setki nowych szczegółów – od pojedynczych grzbietów skalnych po złożone sieci dolin. Dzięki temu symulacje lepiej odzwierciedlą rzeczywistość i pokażą, gdzie lód jest najbardziej podatny na przyspieszone topnienie.

Naukowcy zyskują też narzędzie do planowania misji terenowych. Zamiast prowadzić pomiary „na ślepo”, mogą kierować badaczy i sprzęt w dokładnie te miejsca, w których teren sugeruje największą wrażliwość lodu na ocieplenie wody lub powietrza.

Co jeszcze można wyczytać spod lodu

Rzeźba terenu pod antarktycznym lodem to także zapis dawnych epok geologicznych. Góry, doliny i kaniony powstawały, gdy kontynent nie był jeszcze pogrzebany pod grubą warstwą lodu. Analiza układu tych form może powiedzieć więcej o dawnym klimacie, przepływach rzek i ruchach tektonicznych.

Im dokładniejsza mapa, tym lepiej można zrozumieć, jak Antarktyda reagowała na wcześniejsze okresy ocieplenia i ochłodzenia. To cenna wskazówka, jak może zachować się w nadchodzących dekadach, gdy temperatura atmosfery i oceanów rośnie z powodu działalności człowieka.

Dlaczego pagórki i doliny interesują zwykłych ludzi

Informacja, że pod lodem znajduje się dwa razy więcej pagórków, brzmi jak szczegół czysto naukowy. W praktyce wpływa na bardzo przyziemne rzeczy: ceny ubezpieczeń w miastach nadmorskich, decyzje o budowie wałów przeciwpowodziowych, a nawet to, gdzie w przyszłości będą opłacalne inwestycje w infrastrukturę portową.

Jeśli lepiej rozumiemy, jak szybko i gdzie może wzrosnąć poziom mórz, łatwiej zaplanować adaptację. Chodzi między innymi o:

• modernizację zabezpieczeń przeciwpowodziowych w portach i deltach rzek,
• zmianę miejsc pod zabudowę mieszkaniową w strefach przybrzeżnych,
• długoterminowe strategie dla rolnictwa w rejonach narażonych na zasolenie gleb,
• planowanie ewentualnych przesiedleń ludności z najbardziej zagrożonych obszarów.

Mapy takie jak ta nie są więc tylko imponującym technicznym projektem. Przekładają się na realne decyzje podejmowane przez samorządy, rządy i firmy ubezpieczeniowe. Im lepiej znamy ukryty krajobraz Antarktydy, tym mniej zaskoczeń czeka nas przy kolejnych raportach o stanie klimatu.

Warto też pamiętać, że podobne metody można zastosować w innych regionach pokrytych lodem, na przykład w Grenlandii. Lepszy obraz tego, co dzieje się pod lodem na obu biegunach, tworzy pełniejszy obraz przyszłych zmian w oceanach. A od tego zależy bezpieczeństwo setek milionów ludzi mieszkających na wybrzeżach, nawet jeśli nigdy nie postawią stopy na antarktycznym lodzie.