Naukowcy stworzyli najdokładniejszą mapę dna Antarktydy. Satelity zdradzają, jak wygląda kraina ukryta pod kilometrami lodu.
Antarktyda kojarzy się nam z jednolitą, białą pustynią. Tymczasem pod warstwą lodu o grubości choćby kilku kilometrów kryje się zupełnie inny świat: doliny, kanały i dawne krajobrazy przypominające góry oraz rzeki. Naukowcy stworzyli właśnie najdokładniejszą jak dotąd mapę tego ukrytego kontynentu, korzystając głównie z satelitarnej obserwacji lodu na powierzchni.
Antarktyda to jedna z najmniej zbadanych powierzchni
Paradoks polega na tym, iż lepiej znamy ukształtowanie Marsa czy Księżyca niż to, jak wygląda stały grunt pod lodem Antarktydy. Sam lód jest już dość dobrze zmapowany, ale skały zalegające ok. 5 km niżej pozostawały przez lata dużą niewiadomą.
Klasyczne metody badania takiego terenu są niezwykle kosztowne i trudne logistycznie. Trzeba wysyłać na miejsce samoloty z radarami przenikającymi lód, prowadzić długie kampanie pomiarowe i liczyć na dobrą pogodę. Właśnie dlatego wiele regionów wciąż było odwzorowanych bardzo ogólnie – raczej jako gładkie plamy niż szczegółowy krajobraz.
Nowa praca zespołu kierowanego przez Helen Ockenden daje światełko w tunelu. Zamiast polegać wyłącznie na przewiercaniu się przez lód, badacze wykorzystali to, co obserwujemy najlepiej: samą powierzchnię czapy lodowej i sposób, w jaki się porusza.
Jak satelity widzą skały schowane pod lodem?
Kluczem jest tutaj technika o nazwie Ice Flow Perturbation Analysis, w uproszczeniu IFPA. Brzmi skomplikowanie, ale da się ją opisać dość prosto: lód płynie jak bardzo gęsty, powolny płyn, a jego ruch zdradza, co dzieje się pod spodem.
Satelity precyzyjnie mierzą wysokość powierzchni lodu oraz prędkość, z jaką przemieszcza się on w różnych miejscach kontynentu. jeżeli pod lodem znajduje się głęboka dolina, lód zachowuje się inaczej niż nad płaskim dnem: przyspiesza, zwalnia, zmienia nachylenie. IFPA wykorzystuje prawa fizyki opisujące przepływ lodu, by zgrabnie odwrócić ten problem – z obserwowanego ruchu i kształtu powierzchni odtworzyć rzeźbę skalnego podłoża.
To trochę tak, jakby patrząc na pofałdowany obrus na stole próbować zgadnąć, gdzie leżą pod nim talerze i książki. W połączeniu z istniejącymi danymi o grubości lodu z kampanii geofizycznych ta metoda pozwala znacznie wyostrzyć obraz tego, co dzieje się na samym dole. Efektem jest mapa, która wychwytuje szczegóły w skali od ok. 2 do 30 km. To tak, jakby z rozmazanego szkicu przejść do zdjęcia, na którym widać już konkretne doliny i przełęcze, choć wciąż nie pojedyncze głazy.
Ukryte doliny, kanały i ślady dawnej Antarktydy
Nowa mapa pokazuje struktury, których wcześniej nie znaliśmy albo znaliśmy je bardzo ogólnie. Badacze widzą bardzo wyraźne, strome kanały, które mogą być fragmentami dawnych systemów rzecznych związanych z górami ukrytymi pod lodem. Są też głębokie, wyjedzone doliny przypominające klasyczne doliny polodowcowe w kształcie litery U, jakie znamy z Alp czy Skandynawii.
Takie formy sugerują, iż Antarktyda przed zlodowaceniem mogła wyglądać jak inne kontynenty: z górami, dolinami, siecią rzek. Lód w pewnym sensie tylko przykleił się do gotowego już krajobrazu, a potem go dalej przekształcał.
Fot. science.org/doi/10.1126Z punktu widzenia przyszłości kontynentu istotne jest to, jak ten ukryty teren może kierować przepływem lodu i wody. Głębokie kanały mogą działać jak autostrady dla lodowców zmierzających ku morzu, przyspieszając ich spływ. Z kolei skalne progi i wzgórza mogą pełnić funkcję naturalnych barier, które spowalniają cofanie się lodu.
Poziom mórz, przyszłe badania i polarny rok zero
Od tego, jak gwałtownie lód będzie mógł spływać do oceanu, zależą prognozy wzrostu poziomu mórz w najbliższych dekadach. Modele komputerowe, które liczą tempo topnienia, potrzebują jak najdokładniejszej informacji o tym, po czym ten lód ślizga się w drodze ku wybrzeżu.
Nowa mapa IFPA pokazuje obraz w dużej skali, ale nie wszystko. Nie wychwytuje najmniejszych form terenu poniżej 2 km, a to one mogą decydować np. o lokalnych punktach, w których lód zaczyna gwałtowniej przyspieszać. Właśnie dlatego autorzy traktują swoje opracowanie jako przewodnik dla innych badaczy. Wskazuje ono, gdzie warto kierować przyszłe, kosztowne kampanie radarowe i pomiary z powietrza, aby doprecyzować obraz ważniejszych obszarów.
Antarktyda wciąż pozostaje najbardziej tajemniczym kontynentem Ziemi, ale z każdą taką pracą staje się mniej niezauważalna. Dzięki połączeniu fizyki przepływu lodu, danych satelitarnych i sprytnego modelowania, zarys ukrytego świata pod lodem wyostrza się niczym obraz ustawiony pokrętłem ostrości na obiektywie. To od tego, jak dobrze go poznamy, będzie zależeć, czy zaskoczą nas przyszłe zmiany poziomu mórz, czy może będziemy już na nie przygotowani.
*Źródło zdjęcia wprowadzającego: Lars H Knudsen, Pexels
