У новому дослідженні шестимильний оптоволоконний кабель, прокладений по морському дну поруч із південно-гренландським льодовиком, зафіксував 56 000 відколів айсбергів у майже реальному часі. Масив реєстрував увесь ланцюг подій — від першої тріщини до хвиль, що перемішують воду фіорду. Команда під керівництвом Вашингтонського університету розмістила кабель у фіорді поблизу льодовика Eqalorutsit Kangilliit Sermiat на півдні Гренландії. Ці записи дають детальне уявлення про те, як приливний льодовик втрачає масу під поверхнею. Льодовики, айсберги та кабелі Використовуючи технологію розподіленого акустичного зондування — лазерний метод, що перетворює волокно на тисячі датчиків вібрації, — команда зчитувала найменші деформації вздовж кабелю. «Він може вловити буквально все», — сказав Девід Сазерленд, фізичний океанограф з Університету Орегону, який не брав участі у дослідженні. Система також застосовувала технологію розподіленого температурного зондування — оптичний метод, що безперервно вимірює температуру вздовж волокна. Разом ці два методи точно позначали час кожного етапу відколу — від першої мікротріщини до фінального “хлопка” айсберга. Дослідження очолив Домінік Ґрефф, глаціолог із Вашингтонського університету. Його робота зосереджена на динаміці льодових фронтів і оптоволоконних методах зондування. Наближення до льодового фронту Приливний льодовик — той, що впадає в океан і активно утворює айсберги — є надзвичайно небезпечним місцем для роботи. Круті стіни льоду височіють угорі, а більшість важливих процесів відбувається під водою. Фіорд часто заповнений льодовою мішаниною — щільним поєднанням морського льоду та айсбергів, яке рухається непередбачувано. Прилади можуть бути розчавлені або втрачені, якщо крига раптово зімкнеться. «Ми майже не уявляємо, що насправді відбувається під водою», — пояснив Ґрефф. Кабель на дні дозволив команді “слухати” процеси з безпечної відстані. Кабель пролягав поперек фіорду, близько до льодового фронту, і записував дані безперервно. Завдяки такому розташуванню він був чутливий як до поверхневих рухів, так і до глибинних сигналів у воді. Що зафіксував кабель Першими ознаками відколу айсбергів були різкі імпульси від раннього розтріскування льоду. Ці акустичні сигнали поширювалися фіордом ще до того, як будь-який рух на льодовій стіні ставав помітним. Коли тріщини з’єднувалися, кабель реєстрував хвилі Шольте — повільні хвилі, що рухаються по осадових породах морського дна й показують, де почалося відділення. Ці сигнали допомагали виявляти дрібні події, які супутники не здатні побачити. Великі брили породжували поверхневі хвилі, які поводилися як маленькі цунамі в вузькому фіорді. Ті ж події створювали внутрішні гравітаційні хвилі — хвилі, що рухаються вздовж шарів різної густини у воді, залишаючись активними навіть після того, як поверхня заспокоювалася. Кабель відстежував кожен айсберг після відриву, поки той дрейфував від льодовика. Він навіть “чути” фінальний розпад, коли айсберги розламувалися на дрібніші шматки далі вниз за течією. Течії відривають айсберги від льодовиків Айсберги, що пропливали повз, створювали довгі підводні хвости течії, які тимчасово охолоджували морське дно. Ці хвилі прискорювали придонні потоки та викликали вібрації кабелю через зривні вихори, що виникали позаду об’єкта. Волокно фіксувало перемішування там, де холодні прісні шари зустрічалися з теплішою солоною водою. Це перемішування важливе, оскільки переносить тепло до льодової стінки та може тоншати захисний прикордонний шар. Польові дані підтверджують, що відкол може посилювати підводне танення льодовика. Раніше в Антарктиді спостерігали, що внутрішні цунамі, спричинені відколами, створюють сильне перемішування, яке збільшує теплообмін. У Гренландії нові записи пов’язують падіння льодових мас із хвилями, течіями та посиленим таненням біля фронту. Це допомагає пояснити, чому підводне танення може бути швидшим, ніж прогнозують прості моделі. Дані, які змінюють оцінки ризиків і прогнози Безперервні записи з морського дна зафіксували весь ланцюг процесів в одному фіорді. Такий детальний погляд допоможе вдосконалити моделі втрати льоду. «Дуже мало сейсмологічних наборів даних, де за такий короткий період вдається зафіксувати стільки різних явищ», — сказав Андреас Фіхтнер, сейсмолог із ETH Цюриха, який не брав участі у дослідженні, але співпрацює з одним із авторів. Поверхневі хвилі після великих відколів мають і значення для безпеки населення. Недавні роботи показують, що підводні оптоволоконні масиви можуть виявляти інфрагравітаційні та цунамі-сигнали у відкритому морі. Моделювання демонструє, як відкол айсбергів може запускати цунамі у фіорді, що швидко рухаються вузькими каналами. Оскільки кабелі вже прокладено вздовж багатьох узбереж, майбутні системи попередження можна посилити без додаткового обладнання на дні. Уроки від льодовиків та айсбергів Оптоволоконний підхід можна повторити в інших місцях із різними умовами. Деякі льодовикові фронти плавають, інші, як цей, спираються на тверду породу. Ця різниця визначає, як формуються хвилі та як тепло надходить до льоду. Більша кількість локацій допоможе з’ясувати, наскільки універсальними є ці процеси. Новий метод також може показати, як внутрішні гравітаційні хвилі змінюються залежно від пори року. Коли підльодовиковий стік слабшає, хвилі, спричинені відколами, можуть відігравати основну роль у таненні. Більш точна фізика в моделях допоможе громадам планувати підйом рівня моря та локальні ризики у фіордах. Прослуховування морського дна через «скляне волокно» перетворює небезпечне місце на багате джерело даних. Дослідження опубліковано в журналі Nature.