Ледник Туэйтса

Ледник расположен на побережье Уолгрин в западной части Антарктиды. Находится восточнее горы Мерфи и выводит лёд из внутренних районов Западно-Антарктического ледяного щита в залив Пайн-Айленд. К востоку от его водосборного бассейна лежит бассейн ледника Пайн-Айленд, с которым Туэйтс образует один из наиболее быстро изменяющихся участков побережья моря Амундсена^[5]. Границы ледника определяются областями медленно движущегося льда по его сторонам. Потоки из обширной внутренней части ледяного щита сходятся к фронту ледника, поэтому изменения в прибрежной зоне способны влиять на движение льда далеко в глубине материка. Значительная часть ложа находится ниже уровня моря, а его поверхность в целом понижается в направлении центральных районов Антарктиды^[6].

Граница налегания, у которой лежащий на грунте ледник переходит в плавучий шельфовый лёд, проходит на глубинах порядка 600—1100 м ниже уровня моря. За отдельными подводными поднятиями располагаются впадины глубиной более 1200 м. Такое строение ложа способствует проникновению океанической воды под ледник и затрудняет стабилизацию его края после отступления^[5].

Площадь бассейна, дренируемого ледником Туэйтса, оценивается в 192 760 км². По размерам он сопоставим с островом Великобритания или американским штатом Флорида. Ширина области контакта ледника с океаном достигает приблизительно 120 км, благодаря чему Туэйтс относится к самым широким ледникам Земли^[5]. Толщина льда в отдельных внутренних районах приближается к 4000 м^[3]. Скорость движения поверхности неодинакова на разных участках. В центральной выводной части она превышает 2 км в год. За счёт быстрого переноса льда к побережью и откалывания айсбергов Туэйтс ежегодно теряет больше массы, чем получает с выпадением снега^[6].

У побережья наземный лёд продолжается в виде плавучих ледяных языков и шельфовых участков. Наиболее крупным сохранившимся фрагментом является Восточный шельфовый ледник Туэйтса, занимающий около половины прибрежного фронта. Его северная часть удерживается за подводное поднятие — точку закрепления, ограничивающую свободное движение льда. Шельфовый лёд не повышает уровень моря непосредственно при таянии, поскольку уже находится на плаву. Однако он создаёт сопротивление движению наземной части ледника. Ослабление контакта с морским дном и развитие трещин уменьшают это сдерживающее воздействие и могут ускорять поступление материкового льда в океан^[7]. Восточный шельфовый ледник утратил значительную часть прежней способности тормозить ледовый поток и может распасться в течение ближайших десятилетий^[3].

Побережье в районе современного ледника впервые наблюдали с воздуха в 1940 году участники третьей антарктической экспедиции американского полярного исследователя Ричарда Бэрда. Сам ледник был идентифицирован в январе 1947 года, когда его плавучий язык попал на аэрофотоснимки, сделанные авиацией Военно-морских сил США во время операции «Высокий прыжок». Подробное картографирование было выполнено Геологической службой США по материалам наземных работ и аэрофотосъёмки ВМС США 1959—1966 годов. В 1967 году ледник получил имя американского геолога и геоморфолога Фредрика Т. Туэйтса (1883—1961), профессора Висконсинского университета в Мадисоне. Сам учёный в Антарктиде не работал^[8].

До появления регулярных спутниковых измерений сведения о леднике основывались главным образом на аэрофотосъёмке, геофизических профилях и эпизодических наземных экспедициях. Сопоставление более поздних спутниковых данных показало, что ускоренное отступление границы налегания началось не в конце XX века, а значительно раньше^[9]. Исследование морских осадков и форм рельефа дна показало, что шельфовые участки ледников Туэйтса и Пайн-Айленд потеряли контакт с удерживавшими их подводными поднятиями в 1940 годах. Начало современного отступления связывают с изменениями циркуляции океана и атмосферы, включая сильное явление Эль-Ниньо и последовавшие колебания между фазами Эль-Ниньо и Ла-Нинья^[9]. Систематическое наблюдение за скоростью ледника, высотой его поверхности и положением границы налегания стало возможным с развитием спутниковой радиолокации. Эти данные позволили установить, что потеря массы в секторе моря Амундсена связана прежде всего с ускорением движения ледников под воздействием океана, а не только с поверхностным таянием или уменьшением количества осадков^[5].

В апреле 2018 года Национальный научный фонд США и британский Совет по исследованиям природной среды начали Международную коллаборацию по изучению ледника Туэйтса (англ. International Thwaites Glacier Collaboration, ITGC). Общий бюджет программы составил около 50 млн долларов США. В работах участвовали свыше 100 исследователей из США, Великобритании и других государств.^[10] Программа объединила восемь основных проектов. Они были посвящены строению подледникового ложа, взаимодействию льда и океана, истории отступления, устойчивости боковых границ, состоянию шельфовых участков и разработке численных моделей. Для исследований применялись спутниковая радиолокация, сейсмическое зондирование, бурение, морские геофизические съёмки, автономные подводные аппараты и датчики, устанавливаемые под ледяным покровом^[10]. В рамках проекта MELT через шельфовый лёд пробурили скважину глубиной около 600 м, в которую был опущен подводный аппарат Icefin. Он исследовал нижнюю поверхность ледника и измерял температуру, солёность и движение воды. Морские экспедиции проекта THOR картографировали рельеф дна и отбирали осадочные керны, а геофизические группы уточняли строение ложа под наземным льдом^[3].

С 1979 по 2017 год совокупная потеря массы ледника оценивалась примерно в 634 млрд тонн. В 1992—2011 годах центральная часть границы налегания отступала приблизительно на 1 км в год. Впоследствии скорость уменьшилась примерно вдвое: сравнение данных 2016—2018 и 2023 годов показало смещение центрального участка на 3,5 ± 1 км, или около 0,5 км в год^[5].

Темпы изменений существенно различаются вдоль фронта. По данным цифровых моделей поверхности за 2010—2022 годы, устойчивое отступление на отдельных участках достигало 0,7 км в год. Наиболее высокие значения наблюдались там, где каналы в основании шельфового льда пересекали границу налегания. Расчётная скорость локального донного таяния в этих областях достигала примерно 250 м в год^[11]. Следы на морском дне свидетельствуют, что в прошлом происходили и более быстрые изменения. Гребни, сформированные приливным перемещением границы налегания, указывают на эпизод отступления со скоростью свыше 2 км в год. Это примерно вдвое превышает наиболее высокие современные среднегодовые значения^[3].

Большая часть ледника покоится на основании, расположенном ниже уровня моря. При этом ложе в направлении внутренних районов в целом становится глубже. Подобная конфигурация создаёт условия для нестабильности морского ледникового щита^[12]. После отступления границы налегания в более глубокую область увеличивается толщина льда в месте его перехода на плаву. Это повышает объём льда, проходящего через границу, и способствует дальнейшему ускорению потока. Если возникающая положительная обратная связь не компенсируется сопротивлением ложа, накоплением снега или изменением температуры океана, отступление может продолжаться без дополнительного внешнего воздействия^[12].

Подводные хребты и отдельные скальные выступы способны временно замедлять процесс^[5].

Главным внешним фактором донного таяния считается циркумполярная глубинная вода — сравнительно тёплая и солёная водная масса Южного океана. Она поступает на континентальный шельф, распространяется по подводным желобам и проникает под плавучий лёд к границе налегания. Изменчивость этого потока зависит от ветров над морем Амундсена и крупномасштабной циркуляции атмосферы и океана^[6].

Измерения аппарата Icefin показали, что под горизонтальными участками шельфа сохраняется слой холодной воды, частично изолирующий лёд от более тёплого потока. В то же время интенсивное таяние происходит на стенках трещин, уступах нижней поверхности и вблизи границы налегания. Поэтому средняя скорость таяния не отражает значительных различий между отдельными участками ледника^[3].

Радиолокационные наблюдения 2023 года выявили приливное проникновение морской воды под наземный лёд. Граница между лежащим на основании и плавучим льдом перемещалась в пределах зоны шириной от 2 до 6 км. Во время высоких приливов тонкий слой воды распространялся ещё примерно на 6 км в глубь ледника. Такие вторжения уменьшают сцепление льда с ложем и создают дополнительную область донного таяния, которая ранее не учитывалась во многих моделях^[5].

В средствах массовой информации Туэйтс получил неофициальное название «ледник Судного дня» (англ. Doomsday Glacier). Распространение выражения связывают с опубликованной в 2017 году в журнале Rolling Stone статьёй американского журналиста Джеффа Гуделла, заголовок которой содержал это словосочетание^[13]. Прозвище отражает возможное влияние ледника на уровень моря и устойчивость соседних районов Западной Антарктиды, но не является научным термином. Оно может создавать ошибочное впечатление о внезапной катастрофе в ближайшие годы. Исследователи рассматривают разрушение Туэйтса как длительный процесс, развитие которого оценивается в масштабе десятилетий и столетий^[13].

Полная потеря льда бассейна Туэйтса способна повысить средний уровень Мирового океана приблизительно на 0,65 м. Этот показатель не является прогнозом на XXI век: он характеризует общий запас льда выше уровня плавучести, который может быть утрачен в течение значительно более продолжительного периода^[3].

Ледник также связан с соседними частями Западно-Антарктического ледяного щита. Его продолжительное отступление может облегчить движение льда из смежных бассейнов. В сценарии более широкого разрушения сектора моря Амундсена и внутренних частей ледяного щита суммарный вклад оценивается более чем в 3 м, однако такой результат требует потери значительно большей массы льда, чем содержится непосредственно в леднике Туэйтса^[14].

По данным директора Института, экологии и географии Сибирского федерального университета Руслана Шарафутдинова, таяние ледника может затронуть и города России, в частности Санкт-Петербург, Сочи и Ростов-на-Дону. По его словам, повышение уровня океана даже на 0,3 метра сделают непригодной для жизни и, например, около 70% территории Мальдивских островов^[2]. По предварительным расчётам одной из групп Международной коллаборации, вклад ледника в повышение уровня моря к 2100 году может составить до 6 см. Основное ускорение потери льда ожидается после XXI века^[15].

Один из спорных вопросов связан с гипотезой нестабильности морских ледяных обрывов. Согласно ей, после исчезновения шельфового ледника могут образоваться высокие ледяные стенки, разрушающиеся под собственной массой. Моделирование, опубликованное в 2024 году, показало, что подобный процесс не обязательно становится самоподдерживающимся и, вероятно, не приведёт к быстрому разрушению сектора моря Амундсена в XXI веке^[16]. Этот вывод не означает прекращения отступления ледника. Нестабильность морского ледникового щита, донное таяние, приливное проникновение воды, разрушение льда трещинами и изменение сопротивления подледникового ложа представляют собой различные процессы. Их совместное действие пока воспроизводится моделями с ограниченной точностью^[3].

Расчёты, опубликованные в 2026 году, показали, что выбор начальных параметров и закона трения у основания ледника способен изменить последовательность разрушения ледников Туэйтса и Пайн-Айленд и сдвинуть расчётные сроки примерно на 500 лет. На результаты также влияют неизвестные свойства подледниковых осадков, распределение талой воды и будущая температура океана^[17].