По материалам статьи в ArcNews, весна 2007 г.
О разрушении шельфовых ледников Канадской Арктики и о дрейфующем ледяном острове в конце декабря прошлого года говорили во всём мире. BBC, Канадская радиовещательная корпорация CBC, CNN, NewYorkTimes и прочие средства массовой информации, в том числе и в России, сообщали от том, что огромный массив льда, отколовшийся от древнего шельфового ледника Эйлис (Ayles Ice Shelf) и тихо стоявший во фьорде у острова Элсмир в 800 км от Северного полюса, готов поднять «ледяные якоря» и отправиться в свободное плавание по океанским просторам.
Отделившийся участок шельфового ледника в сентябре 2005 г. обнаружила Лори Вир из Канадской службы ледовой разведки, когда она анализировала спутниковые изображения ледяных шельфов. Лори сообщила об этом открытии Люку Копланду из Лаборатории исследований криосферы университета Оттавы, и он начал изучать масштабы и причины происшедшего. Эта новость распространилась среди узких специалистов, краткое сообщение было представлено на одной из конференций. Но журналисты узнали об этом событии лишь 15 месяцев спустя.
Обвиняя во всех бедах глобальное потепление, люди обратили свои взоры на север, где новый ледяной остров спокойно дрейфовал в паре десятков километров от о-ва Элсмир. По словам Дерека Мюллера из Института географии Университета в Фэрбэнксе, который участвовал в исследованиях и написании научного доклада о том, что произошло с куском шельфа Эйлис площадью в 11 тысяч футбольных полей, вскоре после отёла и наступления холодов он примерз сравнительно недалеко от берега.
Карта и мозаика космических снимков острова Элсмир и его окрестностей.
Хотя после момента отрыва 13-го августа 2005 г., зафиксированного рядом сейсмостанций, ледяной остров отплыл сравнительно недалеко, и по состоянию на начало этого года нет реальной опасности его столкновения с судами или нефтяными платформами, повод волноваться всё-таки существует. Как заявляет Мюллер, в любой момент огромная плита льда может освободиться от ледяного плена и двинуться на юг, постепенно тая и разделяясь на более мелкие фрагменты. Такие ледяные острова, как и прочие крупные айсберги, отслеживаются службами ледовой разведки, так что при возникновении реальной опасности суда будут своевременно предупреждены. Но существует также возможность, что остров будет дрейфовать вдоль побережья Аляски в вихревом течении Бофорта и достигнет участков акваторий с интенсивным судоходством и нефтяными скважинами. При наихудшем стечении обстоятельств, если он натолкнется на одну из нефтедобывающих платформ, то это может нанести серьезный ущерб.
Дрейфующий ледяной остров Эйлис (выделен красным полигоном), 13 августа 2005 г. в течение часа отколовшийся от шельфового ледника (выделен синим) на о. Элсмир. Снимки RADARSAT, показанные в виде фона, обработаны в университете Фэрбенкс, Аляска.
Пока ученые не имеют достоверных доказательств для того, чтобы обвинять в коллапсе, случившемся с шельфовым ледником Эйлис, глобальное потепление климата, но есть уже достаточно очевидные признаки, что климат Арктики меняется. И эти признаки, вместе взятые, не могут не беспокоить ученых, да и все общество.
Размеры шельфового ледника Эйлис
Так как Мюллер уже исследовал экосистемы острова Элсмир в процессе написания диссертации, его пригласили помочь в изучении данных об интенсивной деградации ледника Эйлис и всего оледенения Канадской Арктики. В своей научной работе Мюллер использовал университетскую лицензию ArcInfo. С помощью ГИС от компании ESRI он стал создавать базу данных и карту, отображающую цепь событий, предшествовавших спонтанному отёлу (отколу фронтальной части ледника) и последовавших вслед за ним, а также помогающую узнать общую убыль льда во фьорде в северной части острова Элсмир.
«Мы видели линию разлома, но хотели получить ответ на вопрос: Сколько точно льда откололось?», – говорит Мюллер, добавляя, что картирование и пространственный анализ показали, что площадь отколовшейся части ледника составляет 41-33 квадратных мили. Известно также, что уже после событий 13 августа 2005 г. на шельфе Эйлис соседний шельфовый ледник Петерсен потерял около 20% льда. А из залива Йелвертон к западу от фьорда Эйлис исчезла заметная часть многолетнего припайного льда, находившегося там с 1940-х годов.
Эрик Боттос из университета МакГилл, Дерек Мюллер из геофизического института университета Аляски и Александра Понтефракт из университета МакМастер отбирают пробы микроорганизмов на ледниковом шельфе Маркхэм (август 2005).
После пространственной привязки и проецирования изображений RADARSAT (предоставленных космическим агентством Канады и его частными партнёрами), полученных до и после откола льда, Мюллер импортировал их в формате GeoTIFF в ArcInfo. Затем, используя такие векторные слои, как контуры береговой линии, он осуществил трассировку полигонов поверх разновременных изображений RADARSAT шельфового ледника.
С помощью ГИС Мюллер свёл воедино несколько изображений, которые потом смог просматривать по порядку и накладывать друг на друга. По ним он определил, где был лёд в разное время, и вычислил площадь этого льда, а потом посмотрел, где этого льда не стало. После этого он вычислил потери льда, по его данным составившие 54 квадратных мили. (Примечание редакции ArcReview: По имеющимся данным ледяной остров имеет порядка 16км в длину и 5км в ширину, средняя толщина ледяного блока равна 42-45м, а его вес около 2млрд.тонн. Для отслеживания перемещений этого острова со спутника на нем установлен сигнальный маяк. Подобные, хотя и меньшего масштаба, явления наблюдались в этом районе Арктики и прежде.)
ГИС также помогли при интерпретации спутниковых изображений. «Что удобно, мы можем одновременно видеть очерченные нами полигоны и наложенные на них снимки. Как на машине времени, мы можем изучать, что было в прошлом, и проследить зафиксированные на снимках изменения относительно наложенных современных полигонов», – комментирует Мюллер.
Изображение со спектрорадиометра среднего разрешения (MODIS): ледяной остров Эйлис откалывается от острова Элсмир (13 августа 2005 г., 20:45 по всеобщему скоординированному времени – UTC). (Изображение предоставлено NASA)
Изучая ледяной остров Эйлис, исследователи узнали, какие факторы, помимо долговременных климатических изменений, могли повлиять на масштабные отколы льда в этом районе.
В том году, помимо более высоких, чем обычно, летних температур воздуха, остров Элсмир находился под воздействием сильных ветров. Значительная часть многолетнего припайного льда отошло от берега и от фронта ледника Эйлис, причем этот лёд унесло прочь сильными ветрами, дувшими от и вдоль берега. В результате очищения акватории вследствие интенсивного выноса припая образовавшийся ледяной остров Эйлис смог свободно удаляться прочь от породившего его ледника.
Хотя новый остров оставался на одном месте на протяжении лета 2006 года, Мюллер считает, что это не надолго. «Это может продолжаться ещё год, или несколько месяцев, но в принципе этот массив льда нестабилен. Он может снова начать дрейфовать даже зимой под влиянием многочисленных морских течений, которые имеются в этом регионе», – говорит Мюллер.
Картирование типов льда
Изучая микроорганизмы, обитающие на шельфовых ледниках, Мюллер использовал ArcInfo и при картировании разных типов льда.
Микроорганизмы, достаточно часто развивающиеся в экстремальных природных условиях, составляют древнейшие из известных экосистем нашей планеты. Мюллера интересовали микроорганизмы, толерантные к холоду, которые развиваются в экосистемах ледников. Эти экосистемы, представленные водорослями, беспозвоночными и бактериями, часто встречаются на арктических шельфах. Ледовые шельфы представляют собой уникальные местообитания микроорганизмов, которые, возможно, помогут разгадать, какие формы жизни обитали на нашей планете, когда она была совсем молодой, и как эволюционировали эти формы жизни.
С помощью ArcInfo Мюллер закартировал такие типы льда, как «основной» морской лёд и фирны, образовавшиеся из атмосферных осадков, а также отмечал места, где отбирал образцы микроорганизмов. Эта карта будет постоянно использоваться им для отображения и анализа динамики экосистем в процессе изменений, происходящих с арктическими шельфами в течение многих лет.
«Меня интересует базисная информация о криосфере, самой холодной области Земли, для отслеживания изменений, связанных с современным потеплением климата. Шельфы могут оказаться одним из важных индикаторов климатических изменений. Когда ледник распадается на части, он превращается в несколько местообитаний с разными условиями», – говорит Мюллер. Имеются веские основания полагать, что при дальнейшем прогнозируемом потеплении климата в Арктике шельфовые ледники могут практически полностью распасться в течение жизни современного поколения людей. (Примечание редакции ArcReview: Этот процесс, только в существенно больших масштабах, может затронуть и Антарктиду (пока в основном Западную), чему есть уже немало примеров. И тогда последствия для многих стран мира и всего человечества могут быть поистине катастрофическими.)
«Работа по сохранению местообитаний и биоразнообразию очень важна», – заключает Мюллер. «На этих ледяных шельфах могут долго сохраняться некоторые устойчивые к холоду микроорганизмы, интересные, например, с точки зрения современных биотехнологий. Или вы можете просто изучать и оценивать местообитания, которые постепенно теряются из земных ландшафтов».
За дополнительной информацией можно обращаться к Дереку Мюллеру: Derek Mueller, Geophysical Institute University of Alaska Fairbanks, E-mail: dmueller@gi.alaska.edu.
