Под горами Юты обнаружили огромные запасы скрытого льда

Геологи из Университета Юты создали трёхмерную карту одного из крупнейших каменных ледников штата и обнаружили под слоем обломков огромный массив льда. По оценкам исследователей, ледник Тимпаногос на 83% состоит изо льда и содержит около 1,5 миллиона кубических метров замёрзшей воды. Этого достаточно, чтобы заполнить примерно 600 олимпийских бассейнов. Каменные ледники внешне совсем не похожи на обычные.

Вместо открытой ледяной поверхности они выглядят как обширные поля рыхлых камней, спускающиеся по горным склонам. Однако под слоем обломков может находиться большой массив льда, который очень медленно движется вниз под действием собственного веса. Такие образования широко распространены в горных хребтах Уосатч и Уинта, а также встречаются на плато Колорадо. Только на территории штата Юта при помощи спутниковых снимков выявлено 836 каменных ледников. До сих пор определить точный объём скрытого в них льда было сложно: спутники хорошо показывают площадь поверхности, но почти ничего не сообщают о глубине и внутреннем строении ледника.

Ледник просканировали с помощью гравитации

Объектом нового исследования стал каменный ледник, расположенный под вершиной горы Тимпаногос между Солт-Лейк-Сити и Прово. Осенью 2024 года бывший аспирант Университета Юты Бронсон Цвиянович провёл шесть экспедиций к леднику, доставляя в горы чувствительное геофизическое оборудование. Главным прибором был высокоточный гравиметр, способный измерять небольшие изменения силы тяжести. Цвиянович собрал данные в 232 точках, расположенных примерно через каждые 25 метров.

Метод основан на разнице плотности материалов. Горные породы значительно плотнее льда, поэтому над участками с большой толщиной ледяного массива прибор фиксирует небольшое уменьшение гравитационного ускорения. Чем слабее измеренное притяжение по сравнению с ожидаемым значением, тем больше вероятность, что под поверхностью находится толстый слой льда. Перед обработкой результатов учёным пришлось учесть влияние рельефа, высоты, географической широты и даже положения Луны и Солнца. После внесения поправок они применили байесовскую статистическую модель и создали трёхмерное изображение внутренней структуры ледника.

Расчёты заняли несколько месяцев. Полученная модель показала, что ледник Тимпаногос состоит примерно на 83% изо льда и на 17% из рыхлых горных пород. В наиболее глубоком месте скрытый массив достигает около 45 метров. Водный эквивалент ледника оценивается в 1,5 миллиона кубических метров — это сопоставимо с объёмом Великой пирамиды Гизы. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Earth Surface. Учёные считают, что гравиметрические измерения можно применять и для изучения других каменных ледников, не проводя дорогостоящего бурения. [Научная публикация доступна на сайте AGU].

Как снег превращается в скрытый ледник

Вторая работа исследовательской группы была посвящена происхождению подобных ледяных массивов. Каменные ледники обычно формируются под крутыми горными цирками, со склонов которых регулярно падают камни. В снежные и прохладные годы часть снега сохраняется до конца лета. Обломки, осыпающиеся со склонов, накрывают его и создают теплоизолирующий слой. Защищённый от солнечного света и тёплого воздуха снег постепенно уплотняется и превращается в лёд. Новые снегопады и камнепады повторяют процесс, благодаря чему внутри ледника появляются чередующиеся слои льда и горных пород.

Разработанная учёными математическая модель показала, что особенно важны межгодовые колебания погоды и интенсивности разрушения склонов. Сочетание обильного снегопада, прохладного лета и крупного камнепада может добавить леднику новую порцию льда даже в условиях современного потепления. Исследователи пришли к выводу, что каменные ледники Юты нельзя считать только остатками последнего ледникового периода, пик которого пришёлся примерно на 21–18 тысяч лет назад. Многие из них формировались позднее, накапливая замёрзшую воду в течение тысячелетий. Наблюдения показывают, что Тимпаногос продолжает получать новые слои льда и в настоящее время. [Исследование механизма накопления опубликовано в Geophysical Research Letters].

Десятки гигатонн замёрзшей воды

Используя данные Тимпаногоса, исследователи установили приблизительную зависимость между площадью каменного ледника и объёмом находящегося под ним льда. Затем это соотношение применили к другим известным объектам. Предварительные расчёты показывают, что каменные ледники Юты могут содержать около одной гигатонны воды — приблизительно один кубический километр. Во всём мире известно около 50 тысяч подобных образований, и совокупный запас воды в них может достигать 48 гигатонн.

Однако эту глобальную цифру следует считать ориентировочной. Подробные измерения проводились только на одном леднике, а соотношение льда и каменных обломков может значительно отличаться в зависимости от климата, высоты и геологического строения местности. Пока неизвестно и то, какую часть этой воды можно считать доступным природным ресурсом. Каменные обломки замедляют таяние, благодаря чему скрытые ледники устойчивее открытых ледяных массивов. Они могут постепенно подпитывать горные ручьи в засушливые летние месяцы, но быстрое разрушение такого хранилища способно повредить экосистемам и лишить регион долговременного водного резерва. Открытие показывает, что значительные запасы пресной воды могут находиться буквально под ногами путешественников, оставаясь невидимыми под обычными на вид каменными осыпями. Теперь учёным предстоит выяснить, сколько таких ледников всё ещё накапливает лёд, насколько быстро они меняются и какую роль будут играть в водоснабжении горных регионов по мере дальнейшего потепления климата.

• Ношение оружия почти в четыре раза повышает вероятность попытки самоубийства среди подростков
• Учёные нашли новую подсказку к происхождению Кровавого водопада в Антарктиде
• Учёные впервые испытали метод утолщения арктического льда
• Под землей обнаружили гигантскую грибную сеть длиной в квадриллионы километров
• Низкий уровень дофамина может быть причиной подростковой тяги к риску, которая исчезает с возрастом
• Ученые обнаружили скрытый квантовый мир внутри кобальта
• В Помпеях у жертвы извержения Везувия нашли набор врача
• Биоразнообразие суши растёт вместе с лесным покровом в сельскохозяйственных ландшафтах