Під Ютою виявили гігантські запаси льоду в кам’яних льодовиках

Під гірськими схилами Юти ховаються величезні запаси льоду, замасковані товстим шаром уламкового каміння. За оцінками нової роботи, опублікованої в Journal of Geophysical Research: Earth Surface і описаної на порталі ScienceAlert, усі кам’яні льодовики штату разом містять близько 1 мільярда тонн льоду.

Зазвичай, коли ми уявляємо льодовики, то думаємо про відкриті білі поля льоду. Але існує інший тип — кам’яні льодовики. Це гірські форми рельєфу, де маси льоду й уламків порід співіснують під твердим покривом із брил та щебеню. Такий «панцир» повністю приховує лід від очей.

У світі задокументовано понад 51 000 кам’яних льодовиків, з них понад 10 000 — у США. Попри таку поширеність, більшість людей навіть не здогадуються, що, прогулюючись по сипких каменях високо в горах, можуть мати під ногами десятки метрів льоду.

Чому кам’яні льодовики так важко досліджувати

Скельний покрив добре ізолює лід від сонячного випромінювання та поверхневого тепла, допомагаючи йому зберігатися. Але для науковців це серйозна перешкода: уламки порід заважають виміряти, скільки саме води у вигляді льоду містять такі льодовики.

Звичайно для вивчення льодовиків застосовують радар, що «просвічує» товщу льоду. Однак у кам’яних льодовиках радіохвилі розсіюються на уламках порід, і зображення виходить надто «зашумленим».

Команда під керівництвом гляціолога Лейфа Андерсона (Leif Anderson) з Університету Юти вирішила цю проблему, використавши інший інструмент — гравіметр. Це прилад, який вимірює дуже незначні зміни прискорення вільного падіння й дозволяє виявляти приховані маси під поверхнею.

Як гравітація допомогла «побачити» лід

Ключ до методу — різниця густини між твердою гірською породою та льодом. Співавтор дослідження, геофізик Майкл Торн (Michael Thorne), пояснює: породи гори Тімпаногос мають значно більшу густину, ніж лід у сусідньому кам’яному льодовику. Тому над ділянками з товстим шаром льоду гравітаційне прискорення трохи менше.

Дослідники виконали 232 гравіметричні вимірювання у різних точках кам’яного льодовика Тімпаногос біля підніжжя гори Тімпаногос у Юті. Потім вони застосували байєсівську статистику та моделювання, щоб відтворити в 3D товщину, форму й склад льодовика.

Розрахунки показали, що льодовик Тімпаногос складається приблизно з 83 % льоду і 17 % уламкового матеріалу за об’ємом. Середня товщина льоду в межах кам’яного льодовика становить близько 18,8 метра.

Загалом у цьому льодовику міститься приблизно 1,5 мільйона кубічних метрів льоду — це співмірно з об’ємом Великої піраміди Хеопса або близько 600 олімпійських басейнів. У масі це близько 1,4 мільйона тонн льоду, прихованого під кам’яною поверхнею.

Від одного льодовика до глобальних оцінок

На цьому команда не зупинилася. Використавши дані попередніх досліджень внутрішньої будови інших кам’яних льодовиків, науковці розробили метод, який дозволяє оцінювати об’єм льоду за площею поверхні таких об’єктів.

Застосувавши цю методику, вони оцінили, що в межах штату Юта всі 836 задокументованих кам’яних льодовиків разом зберігають близько 1 гігатона льоду. У західній частині США таких запасів майже 12 гігатон, а в глобальному масштабі кам’яні льодовики можуть містити близько 48 гігатон льоду.

Чому ці приховані льодовики мають значення

Новий підхід дає змогу значно точніше оцінювати, скільки води «законсервовано» в кам’яних льодовиках по всьому світу. Це стає дедалі важливішим на тлі зміни клімату.

Автори наголошують, що зі зростанням температур класичні льодовики можуть перетворюватися спочатку на льодовики, вкриті уламками, а згодом — на кам’яні льодовики. Під час періодів потепління такі структури здатні дестабілізуватися й становити загрозу для інфраструктури нижче за течією.

3D-моделювання кам’яних льодовиків допомагає не лише оцінити їхні запаси води, а й краще зрозуміти внутрішню будову. Це, у свою чергу, дозволяє точніше прогнозувати їхній вплив на місцеву гідрологію, екосистеми та потенційні природні небезпеки.