Dwa nowe jeziora pod lodami Antarktydy
Pod Antarktydą odkryto ukryty system jezior, które kurczą się i rosną. Jak się one tam znalazły?
Jeziora podlodowcowe są częścią rozległej sieci ciągle zmieniających się zbiorników wodnych ukrytych 2-4 km pod lodem na najbardziej wysuniętym na południe kontynencie. Wypełniają się i opróżniają naprzemiennie w tajemniczych cyklach, które mogą wpływać na szybkość przesuwania się pokrywy lodowej oraz na to, jak i gdzie woda z topnienia dociera do Oceanu Południowego. To z kolei może zmieniać prądy w Oceanie Południowym i potencjalnie wpływać na cyrkulację oceaniczną na całym świecie.
- Nie mówimy tylko o pokrywie lodowej. Mówimy o systemie wodnym, który jest połączony z całym systemem ziemskim - powiedział Matthew Siegfried, geofizyk z Colorado School of Mines, główny autor badania.
Jeziora są na dnie pokrywy lodowej, gdzie lód spotyka się ze skalistym kontynentem antarktycznym. W przeciwieństwie do Grenlandii, gdzie woda roztopowa spływa z powierzchni lodu przez szczeliny i otwory zwane mulinami, jeziora Antarktydy tworzą się pod lodem, prawdopodobnie w wyniku ciśnienia, tarcia i być może ciepła geotermalnego.
Ten system wodny był w dużej mierze niewidoczny do czasu pojawienia się misji NASA ICESat w 2003 roku. Satelita ICESat użył laserów do precyzyjnego pomiaru grubości antarktycznego lodu. W 2007 roku Helen Amanda Fricker, glacjolog ze Scripps Institution of Oceanography, połączyła zmiany wysokości mierzone przez ICESat z dynamiką jezior głęboko pod powierzchnią lodu. Gdy jeziora opróżniają się i wypełniają, lód powyżej podnosi się i opada, dając wskazówki co do tego, co dzieje się poniżej.
Przełomowe odkrycie Fricker otworzyło możliwość śledzenia systemu jezior w czasie rzeczywistym. ICESat zbierał jednak dane tylko przez sześć lat. Jego odpowiednik z Europejskiej Agencji Kosmicznej, CryoSat-2, zbierał podobne dane począwszy od 2010 roku, ale na szerszym obszarze i z mniejszą precyzją. We wrześniu 2018 roku NASA wystrzeliła nowego satelitę, ICESat-2, który zbiera jak dotąd dane o najwyższej precyzji.
W nowym badaniu, Siegfried i Fricker połączyli dane z ICESat, CryoSat-2 i ICESat-2, aby prześledzić zmiany w systemie jezior subglacjalnych od października 2003 do lipca 2020 roku. Skoncentrowali się na trzech obszarach o dobrym pokryciu satelitarnym i znanych aktywnych jeziorach: granicy między strumieniami lodowymi Mercer i Whillans w Antarktyce Zachodniej; dolnym strumieniu lodowym MacAyeal, również w Antarktyce Zachodniej; oraz górnym lodowcu Academy w Antarktyce Wschodniej.
Na granicy Mercer i Whillans badacze znaleźli dwa nowe jeziora, które nazwali Lower Conway Subglacial Lake i Lower Mercer Subglacial Lake. Odkryli również, że to, co uważano za jedno jezioro pod strumieniem lodowym MacAyeal, w rzeczywistości było dwoma.
Jeziora poniżej granicy strumieni lodowych Mercer i Whillans przechodzą obecnie trzeci okres osuszania w ciągu 17 lat - w międzyczasie wszystkie jeziora poniżej strumienia lodowego MacAyeal podążały za swoimi własnymi wzorcami odwadniania i wypełniania. Najniżej położone jezioro przeszło przez cztery zdarzenia napełniania i opróżniania w okresie badań, przy czym każde z nich trwało tylko około roku. Drugie jezioro opróżniło się w latach 2014-2015 i obecnie ponownie się napełnia, podczas gdy trzecie jezioro opróżniło się tylko nieznacznie w latach 2016-2017. Tymczasem jeziora pod lodowcem Academy osuszyły się w latach 2009-2018.
Wszystkie te zmiany stanowią elementy układanki w zrozumieniu przez naukowców prędkości i kierunku przepływu lądolodu Antarktydy. Już teraz badacze znajdują powiązania między jeziorami pod lodem a oceanem - w styczniu badanie, którego współautorem była Fricker, wykazało, że drenaż jednego jeziora na lodowcu szelfowym Amery w Antarktyce Wschodniej spłukał aż 750 miliardów litrów do oceanu w ciągu zaledwie trzech dni.
