Антарктида раскрывает секреты подлёдных вод: как Кровавый водопад показывает изменения климата

В последние годы ученые обнаружили удивительную связь между внезапными всплесками ржаво-красной воды в Кровавом водопаде в Антарктиде и изменениями давления на ледник, расположенный над ним.

Это открытие подтверждает, что явление не является просто поверхностным эффектом, а сигнализирует о скрытых процессах в глубинах льда и воды. Об этом сообщает Antarctic Science, ссылаясь на исследования ученых из Университета штата Луизиана (LSU).

Древние процессы в подледниковых водах

Исследования, проведенные в 2018 году, показали, что изменение давления, фиксируемое с помощью трекеров, напрямую связано с появлением вспышек Кровавого водопада. В сентябре того года камеры зафиксировали, как водопад внезапно "вспыхнул".

Геофизик из LSU Питер Т. Доран, заметил, что этот процесс совпал с падением давления на ледник. В течение нескольких недель после этого команда наблюдала, как поверхность ледника сначала опустилась, а затем восстанавливалась, что свидетельствует о кратковременном освобождении воды под ледником.

"Эти наблюдения показывают, что давление под ледником, которое накапливается в течение времени, может вызвать кратковременные импульсы, которые трудно предсказать", — заявил Питер Т. Доран.

Причины изменения давления под ледником

Под ледником Тейлор, который находится в сухих долинах Мак-Мердо, образуются подледниковые каналы, которые могут открываться в моменты, когда лед начинает двигаться. Это создает давление, которое скапливается в соленой воде, находящейся под толщей льда. Из-за этого, когда лед начинает двигаться, соленая смесь может быстро протекать через трещины и выходить на поверхность.

Примечательно, что такие импульсы трудно прогнозировать, поскольку они зависят от множества факторов, включая небольшие изменения в стрессе льда и возможные блокировки.

Роль соли в поддержании жидкой воды

Для нормального существования Кровавого водопада ключевым фактором является высокая концентрация соли в воде. Соль предотвращает замерзание жидкости даже в условиях глубокого холода. Это явление, называемое смешиванием рассола, помогает воде оставаться в жидком состоянии, несмотря на экстремально низкие температуры.

"Вода, содержащая большое количество соли, не замерзает даже при температурах, значительно ниже нуля", — поясняют ученые.

Со временем, в течение сотен и тысяч лет, концентрация соли может увеличиваться, что помогает воде продолжать движение через лед. Исследования показали, что соль в воде происходит из глубинных пород и отложений, что дает ученым полезную информацию о составе породы, которая находится под ледником Тейлора.

Загадка Кровавого водопада: от чего краснеет вода

Именно железо, находящееся в соленой воде, при встрече с кислородом, окисляется и придает воде характерный ржаво-красный оттенок. В 1911 году исследователи впервые зафиксировали это явление, и с тех пор ученые продолжают следить за его динамикой. Цвет воды изменяется очень быстро, что позволяет легко отслеживать моменты высвобождения воды из-под льда.

"Железо, которое окисляется при контакте с воздухом, становится причиной этого удивительного красного цвета", — говорят ученые, изучающие процессы, происходящие в водах Кровавого водопада.

Как ученые следят за изменениями

Важным инструментом для мониторинга этих процессов стали датчики, установленные в разных частях Антарктиды. В частности, камеры, размещенные возле озера Бонни, зафиксировали первые признаки изменения цвета воды в сентябре 2018 года.

Одновременно с этим термисторы, измеряющие температуру воды, отметили резкое падение температуры на глубине, что также указывает на начало разряда подледникового рассола.

Этот редкий и кратковременный сигнал стал ценным индикатором подледникового дренажа. Как только вода выходит на поверхность, ученые могут оценить, как быстро меняется система.

Как это влияет на ледник

Процесс сброса воды под ледником оказывает значительное влияние на движение самого льда. Когда вода вытекает, давление на лед снижается, и лед может двигаться быстрее. Исследования показали, что падение поверхности ледника в 0,6 дюйма было связано с замедлением его движения на 10%.

"Когда рассол выходит из-под ледника, это снижает давление на лед, что позволяет ему двигаться быстрее. Однако эти процессы происходят не всегда одинаково", — отмечает Питер Т. Доран.

Воздействие на озера Антарктиды

Процесс сброса рассола также влияет на озера, расположенные в сухих долинах Антарктиды. Воды этих озер обычно слоятся, удерживая стабильное температурное расслоение.

Однако, когда рассол проникает в озера, он нарушает это расслоение, что может привести к перемещению питательных веществ, влияя на жизнь в озерах. Антарктические озера являются домом для микроскопической жизни, которая адаптировалась к экстремальным условиям.

Загадка жизни без кислорода

Микробы, выживающие в рассоле, питаются растворенными минералами, такими как железо и сера. Они способны существовать без кислорода, используя химические реакции для выживания в темной и холодной среде.

"Микробы, обитающие в подледниковых водах, могут существовать без кислорода, используя химические вещества, которые они находят в рассоле", — утверждают ученые, занимающиеся изучением жизни в Антарктиде.

Карты подледниковых вод

С помощью различных технологий, таких как ледопроникающий радар, ученые могут отслеживать пути рассола внутри ледника. Это позволяет точно картографировать каналы, по которым вода течет через ледник.

Карты, созданные с помощью этих данных, помогли объяснить, почему оттоки воды происходят в определенных местах, в то время как другие участки остаются сухими.

Что дальше

Кровавый водопад теперь воспринимается не просто как необычное природное явление, а как индикатор скрытых процессов, происходящих в недрах Антарктиды. Ученые продолжат следить за этим феноменом, поскольку он может рассказать много нового о движении воды и льда в столь экстремальных условиях.

В будущем будут установлены дополнительные датчики, которые позволят более точно отслеживать, как изменения в климате влияют на частоту появления этих импульсов, что поможет в дальнейшем понимании изменений в экосистемах Антарктиды.