Высоко в узкой, заполненной морской водой расщелине в основании крупнейшего ледяного шельфа Антарктиды камеры на дистанционно управляемом подводном аппарате Icefin зафиксировали внезапную смену пейзажа.

Стены гладкого, облачного метеоритного льда внезапно стали зелеными и более грубыми по текстуре, переходя в соленый морской лед.

На высоте почти 1 900 футов, недалеко от места, где поверхность шельфового ледника Росса встречается с ледниковым потоком Камб, американо-новозеландская исследовательская группа распознала это изменение как свидетельство "откачки льда" - процесса, который никогда ранее не наблюдался непосредственно в трещинах шельфового ледника и имеет важное значение для его стабильности.

"Мы смотрели на лед, который только что растаял на глубине менее 100 футов, стекал в трещину, а затем снова замерзал", - сказал Джастин Лоуренс, приглашенный ученый из Корнельского центра астрофизики и планетарных наук. "А потом все становилось еще более странным, когда мы поднимались выше".

Беспрецедентный взгляд робота Icefin внутрь трещины и наблюдения, раскрывающие более чем вековую историю геологических процессов под ледяным шельфом, подробно описаны в статье "Crevasse Refreezing and Signatures of Retreat Observed at Kamb Ice Stream Grounding Zone", опубликованной 2 марта в журнале Nature Geoscience.

В статье сообщается о результатах полевой кампании 2019 года на ледниковом потоке Камб, финансируемой Новой Зеландией Антарктика под руководством Кристины Халбе, профессора Университета Отаго, и ее коллег. Благодаря поддержке Астробиологической программы НАСА исследовательская группа под руководством Бритни Шмидт, доцента астрономии и наук о Земле и атмосфере в Корнельском университете, смогла присоединиться к экспедиции и развернуть Icefin. Лаборатория Шмидт по изучению обитаемости планет и технологий разрабатывала Icefin в течение почти десяти лет, начиная с Технологического института Джорджии.

В сочетании с недавно опубликованными исследованиями быстро меняющегося ледника Твейтс, который в том же сезоне исследовался вторым аппаратом Icefin, исследование должно улучшить модели повышения уровня моря, предоставив первое представление с высоким разрешением о взаимодействии льда, океана и морского дна в контрастных ледниковых системах Западно-Антарктического ледникового щита.

Thwaites, который подвержен воздействию теплых океанических течений, является одним из самых нестабильных ледников континента. Ледниковый поток Камб, где океан очень холодный, находится в состоянии застоя с конца 1800-х годов. В настоящее время Камб компенсирует часть потери льда из Западной Антарктиды, но если он вновь активизируется, то может увеличить вклад региона в повышение уровня моря на 12%.

"Антарктида - сложная система, и важно понимать оба конца спектра - системы, уже претерпевающие быстрые изменения, а также те более спокойные системы, где будущие изменения представляют опасность", - сказал Шмидт. "Совместное наблюдение за Камбом и Твейтсом поможет нам узнать больше".

НАСА финансировало разработку Icefin и исследование Камба, чтобы расширить возможности изучения океана за пределами Земли. Морской лед, подобный найденному в расщелине, может быть аналогом условий на ледяной луне Юпитера - Европе, которая является целью орбитальной миссии НАСА Europa Clipper, запуск которой запланирован на 2024 год. Более поздние посадочные миссии могут в один прекрасный день заняться непосредственным поиском микробной жизни во льдах.

Icefin несет полный набор океанографических приборов на модульной раме длиной более 12 футов и диаметром менее 10 дюймов. Он был спущен на тросе через скважину, которую новозеландская команда пробурила в ледяном шельфе с помощью горячей воды.

Во время трех погружений на расстояние более трех миль вблизи зоны залегания грунта, где Камб переходит в плавучий шельф Росса, Icefin нанес на карту пять расщелин - одну восходящую - и морское дно, одновременно регистрируя состояние воды, включая температуру, давление и соленость.

Команда наблюдала разнообразные особенности льда, которые дают ценную информацию о смешивании воды и скорости таяния. К ним относятся ямки, похожие на мячи для гольфа, рябь, вертикальные каналы и "странные" образования вблизи вершины трещины: шарики льда и пальцеобразные выступы, напоминающие бриниклы.

По словам исследователей, откачка льда, наблюдаемая в трещине, вероятно, способствует относительной стабильности шельфового ледника Росса - крупнейшего в мире по площади, размером с Францию - по сравнению с ледником Твейтса.

"Это способ, которым эти большие ледяные шельфы могут защищать и лечить себя", - сказал Питер Уошам, полярный океанограф из научной группы Icefin и второй автор статьи. "Большая часть таяния, происходящего на глубине вблизи линии залегания, затем замерзает и оседает на дно в виде морского льда".

На морском дне Icefin нанес на карту параллельные наборы торосов, которые, по мнению исследователей, являются следами расщелин ледяного шельфа, а также записью 150-летней активности с момента застоя потока Камб. По мере того, как его линия залегания отступала, ледяной шельф истончался, что привело к появлению расщелин. Медленное движение льда со временем сместило расщелины к морю от хребтов.

"Мы можем посмотреть на эти особенности морского дна и напрямую связать их с тем, что мы видели на ледяной базе", - сказал Лоуренс, ведущий автор статьи, который сейчас является руководителем программы и планетарным ученым в Honeybee Robotics. "Мы можем, в некотором смысле, отмотать процесс назад".