На первый взгляд небольшой айсберг, застрявший у антарктического берега, кажется почти незначительной деталью на фоне гигантских ледников континента. Однако первая подробная карта таких объектов показала неожиданную картину: десятки тысяч неподвижных айсбергов образуют вдоль побережья своеобразный природный частокол. Они помогают удерживать морской лед и тем самым могут влиять на устойчивость всей прибрежной ледовой системы Антарктиды.
Севший на мель айсберг — это отколовшаяся масса льда, нижняя часть которой упирается в морское дно. В отличие от свободно дрейфующих собратьев такой айсберг способен оставаться почти на одном месте дни, годы и даже десятилетия. До сих пор оценить количество и распределение этих естественных ледяных якорей в масштабах всей Антарктиды было чрезвычайно сложно.
Причина проста: континент огромен, береговая линия протянулась на тысячи километров, а погода и полярная ночь затрудняют наблюдения в обычном видимом диапазоне. Раньше исследователям приходилось во многом полагаться на ручной анализ спутниковых изображений. Теперь ученые совместили радиолокационные данные спутников Sentinel-1 с системой глубокого обучения, которую научили распознавать неподвижные айсберги автоматически.
Радар здесь особенно удобен. В отличие от обычной камеры он способен наблюдать поверхность независимо от солнечного освещения и пробиваться сквозь облачность. Искусственный интеллект, в свою очередь, позволяет обрабатывать такое количество снимков, которое вручную потребовало бы огромных затрат времени.
Результатом стала своеобразная перепись ледяного населения Антарктики. Исследователи обнаружили 39 619 севших на мель айсбергов общей площадью около 13 430 квадратных километров. Они встречаются вдоль 57% побережья Антарктиды, но распределены крайне неравномерно: примерно 80% объектов сосредоточены всего на 14% береговой линии.
Еще неожиданнее оказался их размер. Когда мы представляем айсберг, воображение обычно рисует огромную белую гору. Однако 93% обнаруженных неподвижных айсбергов имели площадь менее одного квадратного километра. На них пришлось и 54% общей площади всех нанесенных на карту севших на мель айсбергов.
Новая методика позволила увидеть даже объекты площадью около 1,6 гектара. Для спутниковой карты целого континента это чрезвычайно мелкие детали. И именно они могут оказаться особенно важными для понимания того, что происходит у антарктических берегов.
Исследователи назвали обнаруженный механизм эффектом частокола. Представим забор: отдельные доски или столбы невелики, однако множество опор создает единую устойчивую конструкцию. Примерно так ведут себя плотные скопления айсбергов на мелководье. Они становятся физическими препятствиями, вокруг которых закрепляется морской лед.
Особенно важен так называемый припайный лед. В отличие от дрейфующего морского льда он прикреплен к берегу, шельфовым ледникам или другим неподвижным объектам. Севшие на дно айсберги создают дополнительные точки опоры. Лед оказывается словно зажат между берегом и многочисленными ледяными столбами и поэтому хуже поддается ветру, волнам и течениям Южного океана.
Это важно не только для самого морского льда. Припай может частично защищать края шельфовых ледников от океанских волн и создавать более спокойную прибрежную среду. Кроме того, связанные с морским льдом процессы имеют значение для антарктических экосистем: лед служит средой обитания для микроорганизмов и влияет на распределение питательных веществ.
Здесь возникает тревожный климатический парадокс. Огромные айсберги выглядят наиболее впечатляющими, но многочисленные небольшие объекты могут быть важнее именно как система. При этом маленький айсберг имеет меньше запасов льда и способен быстрее реагировать на потепление воды. Если он достаточно истончается, то перестает касаться дна.
Такой момент можно сравнить с вытаскиванием столба из забора. Освободившийся айсберг снова начинает дрейфовать, а вместе с ним исчезает одна из точек, удерживавших припай. Потеря одного небольшого объекта вряд ли изменит систему, но одновременное исчезновение множества таких ледяных якорей потенциально способно сделать целые участки побережья менее устойчивыми.
Это пока не означает, что Антарктида неизбежно потеряет свой ледяной частокол. Новая работа прежде всего создала базовую карту, с которой теперь можно сравнивать будущие наблюдения. Ученые получили возможность следить, где количество неподвижных айсбергов увеличивается, где они исчезают и как эти изменения совпадают с состоянием припайного льда, температурой океана и поведением шельфовых ледников.
Особенно ценным оказался масштаб исследования. Раньше отдельные районы Антарктиды можно было изучать подробно, но трудно было понять, насколько наблюдаемая картина характерна для континента в целом. Теперь почти 40 тысяч объектов сведены в единую систему координат, а набор данных открыт для дальнейшего моделирования.
Работа показывает и еще одну сторону современной науки. Искусственный интеллект здесь ничего не предсказывает вместо ученых и не открывает новый физический закон. Его задача гораздо практичнее: заметить на гигантском массиве радиолокационных снимков десятки тысяч объектов, которые человеку пришлось бы искать практически вручную.
Именно такая автоматизация позволила увидеть Антарктиду в другом масштабе. Оказалось, что устойчивость огромных ледовых систем может зависеть не только от колоссальных шельфовых ледников, но и от множества сравнительно небольших глыб, застрявших на мелководье. Иногда судьбу большого ледяного поля определяет не один гигант, а десятки тысяч маленьких неподвижных айсбергов, работающих вместе как природный частокол.
[note style="3" type="danger" icon="yes" class="js-widget-class" scroll_reveal="scale up 30% reset"]Ссылка: «Приземлившиеся айсберги вокруг Антарктиды: набор данных высокого разрешения, полученный с помощью глубокого обучения и радиолокатора с синтезированной апертурой Sentinel-1» DOI: 10.5194/essd-18-6017-2026.[/note]
А затем «Добавить на главный экран».
