Nowa mapa Antarktydy odsłania ukryte wzgórza i gigantyczną dolinę pod lodem

Pod prawie dwoma kilometrami antarktycznego lodu rozciąga się pejzaż pełen stromych wzgórz i głębokich dolin, którego nikt wcześniej dokładnie nie widział.

Naukowcy przygotowali najdokładniejszą do tej pory mapę dna skalnego pod lodową czapą Antarktydy. Dzięki niej lepiej widać, jak ukształtowany jest kontynent i jak ten ukryty krajobraz może przyspieszać lub hamować topnienie lodu, a tym samym podnoszenie poziomu oceanów.

Antarktyda pod lodem: krajobraz zupełnie inny, niż sądziliśmy

Do tej pory większość z nas wyobrażała sobie Antarktydę jako równą, białą płaszczyznę. Tymczasem nowa mapa pokazuje, że pod pokrywą lodową kryje się teren bardziej zróżnicowany niż wiele górskich regionów na powierzchni Ziemi. Skaliste grzbiety, strome zbocza, pagórkowate obszary i głębokie korytarze tworzą skomplikowaną mozaikę.

Kluczowy wynik badań: naukowcy zidentyfikowali mniej więcej dwa razy więcej wzgórz i pagórków, niż wynikało z wcześniejszych modeli. Do tego dochodzi gigantyczna dolina, którą lód wypełnia niczym woda w dawno zapomnianym górskim jeziorze.

Nowa mapa ujawnia dwa razy więcej wzniesień pod lodem Antarktydy oraz pojedynczą dolinę o rozmiarach całego łańcucha górskiego, zdolną znacząco zmienić tempo topnienia lodu.

Jak powstała najdokładniejsza mapa ukształtowania terenu pod lodem

Bezpośrednie spojrzenie pod antarktyczny lód jest niemal niemożliwe. Dlatego badacze korzystają z całego zestawu technik: pomiarów radarowych z pokładu samolotów, danych satelitarnych, informacji o prędkości przesuwania się lodowców i pomiarów grawitacyjnych. Następnie łączą je w jeden model numeryczny.

Przełom dały projekty takie jak BedMachine, które od lat zbierają dane z całego kontynentu. Teraz zaktualizowano je i zagęszczono, poprawiając rozdzielczość mapy i korygując wcześniejsze błędy. W praktyce oznacza to, że widzimy szczegóły o rozmiarze pojedynczej doliny czy wzgórza, a nie tylko ogólny zarys terenu.

Radar, grawitacja i prędkość lodu w jednym obrazie

Nowa mapa opiera się na trzech głównych źródłach informacji:

• Radar przenikający lód – fale radiowe odbijają się od skał pod lodem, co pozwala zmierzyć grubość lodowca i wysokość podłoża.
• Pomiary grawitacyjne – niewielkie zmiany lokalnej grawitacji zdradzają, gdzie skały są wyżej, a gdzie leżą głębokie niecki.
• Ruch lodu – analiza prędkości przepływu lodu pomaga wywnioskować, gdzie teren jest stromy, a gdzie płaski.

Algorytmy łączą te dane, tworząc spójny obraz. Badacze porównują go z wcześniejszymi mapami, poprawiają rozbieżności i wypełniają luki na obszarach, gdzie pomiary są słabsze, na przykład w najbardziej niedostępnych częściach Antarktydy Wschodniej.

Gigantyczna dolina pod lodem i rekordowe głębiny

Jednym z najbardziej intrygujących elementów nowej mapy jest rozciągająca się setkami kilometrów dolina, która ścina kontynent niczym skalny tunel. Zbiera ona lód z rozległych obszarów wnętrza Antarktydy i kieruje go w stronę wybrzeża. To coś w rodzaju „lodowej autostrady” – jeśli przyspieszy przepływ lodu w tym miejscu, skutki odczuje cały ocean.

Znane już wcześniej struktury, jak głęboki kanion pod lodowcem Denman, zostały teraz pokazane z jeszcze większą precyzją. Ten obszar kryje najniżej położony punkt lądowy Ziemi, sięgający ponad 3,5 kilometra poniżej poziomu morza. Tak głębokie niecki działają jak pułapki dla cieplejszej wody morskiej, która może wdzierać się pod lód i podgryzać go od spodu.

Dlaczego ukryty krajobraz decyduje o przyszłym poziomie oceanów

Od ukształtowania terenu pod lodem zależy, jak szybko topnieją lodowce i które części Antarktydy są najbardziej podatne na ogrzewanie klimatu. Strome wzniesienia działają jak hamulce – lód „zaczepia się” o nie i trudniej rusza. Gładkie, opadające w stronę morza dno skalne daje lodowi łatwą drogę ucieczki.

Naukowcy coraz częściej mówią o tak zwanym punkcie krytycznym. W niektórych regionach, jeśli linia styku lodu z podłożem cofnie się za próg skalny i trafi na dno opadające w głąb kontynentu, proces staje się trudny do zatrzymania. Lód zaczyna spływać coraz szybciej, a poziom mórz rośnie przez stulecia. Nowa mapa pomaga zidentyfikować te newralgiczne progi i doliny.

To, gdzie dokładnie biegną skalne progi, doliny i niecki pod lodem, może zadecydować, czy poziom oceanów podniesie się o kilkadziesiąt centymetrów, czy o kilka metrów w nadchodzących stuleciach.

Lepsze prognozy dzięki dokładniejszemu podłożu

Modele klimatyczne i symulacje lodowców opierają się na założeniach dotyczących kształtu terenu. Jeśli mapa podłoża jest zbyt prosta, komputer nie wychwyci lokalnych przyspieszeń lub spowolnień ruchu lodu. To prowadzi do błędnych prognoz tempa podnoszenia poziomu mórz.

Dzięki nowej mapie badacze mogą:

• lepiej wskazać regiony o szczególnie wysokim ryzyku przyspieszonego topnienia,
• precyzyjniej policzyć, ile lodu może zniknąć w określonych scenariuszach ocieplenia,
• testować, jak wrażliwy jest konkretny lodowiec na dopływ cieplejszej wody z oceanu.

Dla wybrzeży zamieszkanych przez setki milionów ludzi to nie są abstrakcyjne liczby. Różnica między wzrostem poziomu morza o 50 centymetrów a o 150 centymetrów oznacza zupełnie inne koszty ochrony, przebudowy portów czy przenoszenia infrastruktury w głąb lądu.

Antarktyczna czapa lodowa jako gigantyczny rezerwuar wody

Lód pokrywający Antarktydę zajmuje około 98 procent powierzchni kontynentu i stanowi jedną z największych rezerw słodkiej wody na naszej planecie. Gdyby stopił się cały, poziom oceanów wzrósłby o kilkadziesiąt metrów. Taki scenariusz nie grozi w najbliższych stuleciach, lecz nawet częściowa utrata tego lodu ma ogromne konsekwencje.

Nowa mapa pokazuje, że część lodu spoczywa na dnie znacznie poniżej poziomu morza. Te obszary uchodzą za szczególnie podatne, bo ciepła woda oceaniczna może łatwiej dostać się pod krawędź lodu. Tam, gdzie teren wznosi się ku wnętrzu kontynentu, lód jest bardziej stabilny. Tam, gdzie opada, tworzy się układ sprzyjający stopniowemu, ale długotrwałemu wycofywaniu się lodowców.

Co to oznacza dla zwykłego mieszkańca Europy

Antarktyda wydaje się odległa, lecz wpływa na życie ludzi mieszkających tysiące kilometrów dalej. Wyższy poziom mórz to większe ryzyko sztormów zalewających niżej położone części miast, osłabienie naturalnych barier przeciwpowodziowych czy konieczność kosztownej przebudowy portów i nadmorskich dróg. Mapa podlodowego krajobrazu nie zmieni tych procesów, ale pozwoli lepiej się na nie przygotować.

Lepsza znajomość struktury Antarktydy może także poprawić zrozumienie globalnej cyrkulacji oceanicznej. Słodka woda z topniejącego lodu wpływa do morza, rozrzedza zasolenie w niektórych rejonach i wpływa na prądy, które transportują ciepło na całej planecie. To kolejny obszar, gdzie dokładniejsze dane z Antarktydy przekładają się na bardziej wiarygodne scenariusze klimatyczne.

Dlaczego takie mapy będą coraz ważniejsze

W najbliższych latach można się spodziewać kolejnych aktualizacji podobnych modeli. Samoloty z radarami przelatują nad nowymi fragmentami Antarktydy, a satelity śledzą minimalne zmiany wysokości powierzchni lodu. Każdy dodatkowy punkt danych poprawia obraz tego, co dzieje się pod naszymi stopami na końcu globu.

Dla nauki o klimacie to rodzaj fundamentu. Bez dobrej znajomości terenu pod lodem trudno sensownie ocenić, jak reaguje on na ocieplenie. Dla zwykłego czytelnika to mniej efektowne niż zdjęcia odrywających się gór lodowych, ale w praktyce właśnie takie żmudne mapowanie decyduje, jak wiarygodne są prognozy dotyczące przyszłości wybrzeży, w których żyjemy, pracujemy i inwestujemy swoje oszczędności.