Ледники Аляски приближаются к необратимой точке таяния

Ледник Таку — один из многих, начинающихся на ледяном поле Джуно. Alexandre.ROSA / Shutterstock

Таяние одного из крупнейших ледяных полей Северной Америки ускорилось и вскоре может достичь необратимой критической точки. Таков вывод нового исследования, которое мы с коллегами опубликовали о ледниковом поле Джуно, расположенном на границе Аляски и Канады недалеко от столицы Аляски города Джуно.

Летом 2022 года я в сопровождении других исследователей катался на лыжах по ровному, гладкому и белому плато ледяного поля, скользя по следам человека, который шел впереди меня, под жарким солнцем. С этого плато к морю спускаются около 40 огромных, взаимосвязанных ледников, а на горных вершинах вокруг расположены сотни ледников поменьше.

Ледниковое поле Джуно представляет собой огромную область взаимосвязанных ледников. Дэвис и др. (2022)

Наша работа, опубликованная в журнале Nature Communications, показала, что Джуно является примером климатической “обратной связи” в действии: по мере повышения температуры все меньше снега остается в течение лета (технически: “линия конца летнего снега” повышается). Это, в свою очередь, приводит к тому, что лед оказывается под воздействием солнечного света и более высоких температур, что означает больше таяния, меньше снега и так далее.

Как и многие другие ледники Аляски, ледник Джуно является вершинным, с большим количеством льда и снега на больших высотах над снеговой линией конца лета. Раньше это поддерживало языки ледника ниже. Но когда снеговая линия конца лета подползет к верхнему плато, то внезапно большая часть ледника с тяжелой вершиной окажется вновь подверженной таянию.

Именно это происходит сейчас, каждое лето, и ледники тают гораздо быстрее, чем раньше, в результате чего ледяное поле становится все тоньше и тоньше, а плато – все ниже и ниже. Как только будет преодолен порог, эти обратные связи могут ускорить таяние и привести к самоподдерживающейся потере снега и льда, которая будет продолжаться, даже если потепление на планете прекратится.

Катание на лыжах по плоскому плато ледника Таку на ледниковом поле Джуно летом 2022 года. Бетан Дэвис

Лед тает быстрее, чем когда-либо С помощью спутников, фотографий и старых куч камней мы смогли измерить потерю льда на ледниковом поле Джуно с конца последнего “Малого ледникового периода” (около 250 лет назад) до наших дней. Мы увидели, что ледники начали уменьшаться после того, как холодный период закончился примерно в 1770 году. Эта потеря льда оставалась постоянной примерно до 1979 года, когда она ускорилась. В 2010 году она снова ускорилась, удвоив прежние темпы. В период с 2015 по 2019 год ледники здесь сокращались в пять раз быстрее, чем в период с 1979 по 1990 год.

Наши данные показывают, что по мере уменьшения количества снега и удлинения летнего сезона таяния ледяное поле темнеет. Свежий белый снег обладает высокой отражающей способностью, и большая часть той мощной солнечной энергии, которую мы наблюдали летом 2022 года, отражается обратно в космос. Но в конце лета линия снега поднимается и теперь часто проходит прямо по плато ледникового поля Джуно, что означает, что более старый снег и ледниковый лед подвергаются воздействию солнца. Эти слегка потемневшие поверхности поглощают больше энергии, увеличивая таяние снега и льда.

Ледник Гилки, ледниковое поле Джуно: по мере истончения ледников появляется все больше голых скал, и меньше тепла отражается обратно в космос. Бетан Дэвис

По мере истончения плато ледяного поля запасы льда и снега на больших высотах теряются, а поверхность плато опускается. В результате ледяному полю будет все труднее стабилизироваться или даже восстановиться. Потому что более теплый воздух на низких высотах способствует дальнейшему таянию, что приводит к необратимому переломному моменту.

Подобные долгосрочные данные крайне важны для понимания поведения ледников, а также процессов и переломных точек, которые существуют в отдельных ледниках. Эти сложные процессы затрудняют прогнозирование поведения ледника в будущем.

Самый сложный в мире пазл

Мы использовали спутниковые данные, чтобы восстановить размеры ледника и его поведение, но это ограничивает нас последними 50 годами. Чтобы углубиться в прошлое, нам нужны другие методы. Чтобы вернуться на 250 лет назад, мы нанесли на карту гряды морен – большие кучи обломков, отложенных у морды ледника, и места, где ледники скребли и шлифовали коренные породы.

Один и тот же район на старых аэрофотоснимках и на недавнем спутниковом снимке. Davies et al / Nature Communications

Чтобы проверить и усовершенствовать наши карты, мы провели две недели на самом ледяном поле и две недели в тропическом лесу под ним. Мы разбили лагерь среди моренных гряд, подвешивали еду высоко в воздухе, чтобы уберечь ее от медведей, кричали, чтобы отпугнуть лосей и медведей, пробираясь через девственный лес, и сражались с комарами, жаждущими нашей крови.

Мы использовали аэрофотоснимки для реконструкции ледяного поля в 1940-1970-х годах, когда еще не было доступных спутниковых снимков. Это высококачественные фотографии, но они были сделаны до того, как системы глобального позиционирования позволили с легкостью определить, где именно они были сделаны.

Кроме того, за прошедшие годы некоторые из них получили незначительные повреждения – немного селлотпена, разрыв, отпечаток большого пальца. В результате отдельные снимки пришлось сшивать вместе, чтобы получить 3D-изображение всего ледяного поля. Все это напоминало сборку самой сложной в мире головоломки.

Подобная работа крайне важна, поскольку ледники мира стремительно тают – в совокупности они теряют больше массы, чем Гренландский и Антарктический ледяные щиты, а скорость истончения этих ледников по всему миру удвоилась за последние два десятилетия.

Наш более длинный временной ряд показывает, насколько резким является это ускорение. Понимание того, как и где “обратная связь” заставляет ледники таять еще быстрее, необходимо для более точного прогнозирования будущих изменений в этом важном регионе.