Сейсмические исследования указывают на масштабы потенциальной системы подземных вод на Белом континенте.

В Антарктиде подо льдом есть жидкая вода, и, возможно, её много. К такому выводу пришли авторы нового исследования, в котором сейсмографические приборы использовались для изучения до сих пор практически неизученной границы между коренными породами Антарктиды и её ледяным щитом.

Предыдущие гидрологические исследования и моделирование обнаружили свидетельства наличия озёр и рек под Антарктическим ледяным щитом, хотя многое в этом регионе остаётся неизвестным.

С помощью набора сейсмических датчиков исследователи из Университета Стоуни-Брук добавили новые точки данных на карту подледниковой Антарктиды, обнаружив свидетельства наличия слоя водонасыщенных осадков или горных пород подо льдом. Этот слой может иметь значение для моделей систем подземных вод Антарктиды, а также для будущих движений ледяного щита по мере его сползания к океану.

Землетрясения под льдом

Данные, которые будут представлены на ежегодном собрании Американского геофизического союза (AGU) в 2025 году, получены с помощью комплекса из более чем 600 сейсмических датчиков, расположенных в две длинные линии общей протяжённостью около 600 километров вблизи Южного полюса. Датчики были установлены в течение двух полевых сезонов в Антарктиде. Датчики сканируют сейсмические волны, проходящие через верхние слои Земли и проникающие в ледяной щит.

Эти волны несут в себе следы каждой среды, через которую они прошли, пояснил Вайзен Шен (Weisen Shen), геолог из Университета Стоуни-Брук и соавтор статьи. Чтобы выделить эту информацию, исследователи применили математический метод, называемый функцией приёмника, чтобы удалить информацию об источнике волн, оставив только следы того, через что они прошли на своём пути к датчику.

В данных, полученных из-под Южного полюса, в регионе, известном как бассейн Пенсакола-Поул, исследователи обнаружили слой с очень низкой скоростью распространения сейсмических волн, где они распространяются слишком медленно, чтобы проводящей средой могли быть коренные породы или лёд.

Хотя авторы не могут точно сказать, как выглядит этот слой, Шен отметил, что наилучшим объяснением является слой водонасыщенных осадков или песчаника, вероятно, толщиной в сотни метров.

«Мы полагаем… что подо льдом должна существовать некая система водоносных горизонтов, система грунтовых вод, которая должна сохраняться», — сказал он.

Шен отметил, что вода там может быть даже связана с грунтовыми водами в других частях Антарктиды. Если это так, вода может перемещаться под поверхностью Антарктиды через гидрологически связанные бассейны и, возможно, даже выходить в океан.

Этот сценарий может иметь последствия для повышения уровня моря, но, как отметила Кристин Доу (Christine Dow), гляциолог из Университета Ватерлоо, мы знаем слишком мало, чтобы утверждать это наверняка. По результатам своего моделирования Доу, не участвовавшая в исследовании, отметила, что, по всей видимости, эти бассейны не связаны с океаном.

«Но эти модели основаны на наших современных знаниях о том, где под Антарктикой находится замёрзший грунт, а где нет», — сказала она. «Возможно, эта новая информация изменит ситуацию».

Доу приветствовала новые данные о практически неизведанном ландшафте подледниковой Антарктиды, где учёные имеют свидетельства сложного взаимодействия озёр, рек и грунтовых вод, но мало убедительных данных о топографии континента.

«Всё, что мы можем сделать, чтобы расширить наши знания о происходящем… просто попытаться сузить этот поистине странный ландшафт подо льдом», — сказала она.

Больше вопросов, чем ответов

Один из вопросов, который поднимают новые данные, заключается в том, откуда берётся тепловая энергия, необходимая для таяния воды, отметил Ханьсяо У (Hanxiao Wu), аспирант Университета Стоуни-Брук и первый автор статьи. Это может быть геотермальное тепло снизу, трение, вызванное движением льда на поверхности, или комбинация этих факторов.

Один из выводов исследования заключается в том, что оценки геотермального теплового потока под Антарктидой, возможно, потребуется повысить, сказала Доу. Модели движения и эволюции ледяного щита, возможно, также потребуется изменить, чтобы учесть сотни метров водонасыщенных осадков. «Это кардинально меняет ситуацию», — сказала Доу.

Если под Антарктидой окажется больше воды, чем считалось ранее, и если эта вода будет перемещаться на большие расстояния и в больших объёмах, уровень моря может подняться выше текущих прогнозов, сказал Шен. однако он предупредил, что пока рано оценивать любую из этих вероятностей с большой уверенностью.

Сейчас Шен и его коллеги-исследователи сосредоточены на улучшении своего набора данных и поиске сотрудничества с другими геофизиками для анализа последствий своих открытий. У вернулся в Антарктиду в полевой сезон 2025–2026 гг., где команда добавляет ещё одну линию сейсмических датчиков для расширения зоны покрытия и работает над отслеживанием антенной решётки, чтобы лучше понимать изменения высоты снежного покрова.

В будущем они надеются получить дополнительные данные со спутников, магнитотеллурических исследований и волоконно-оптических кабелей для более полного изучения ледяного покрова и его подстилающей поверхности, возможно, в рамках Пятого Международного полярного года в 2032 году.

Что именно найдут учёные, пока неизвестно. Но, учитывая миллионы квадратных миль суши подо льдом, потенциал для открытий весьма огромен.

 

Ссылка: https://eos.org/articles/the-land-beneath-antarcticas-ice-might-be-full-of-water