Инициирование аномалий. Сход ледника Колка в 2002 году - Михаил Стефанович Галисламов
Температура поверхностных слоев океана изменялась с конца 1950-х годов, в верхних слоях происходило увеличение теплосодержания. Таяние льдов начинается с 1990-х годов, оно должно было привести к распреснению верхнего слоя вод Арктического бассейна. Криосфера содержит ~ 80% всех запасов пресной воды, включая все формы льда, снежный покров и вечную мерзлоту. По съемкам 2007 и 2008 гг. пресные речные воды к концу летнего периода уходили от устья Оби и Енисея на север, достигая мыс Желания. На фоне таяния ледников в Арктике в 2012 г., по границам РФ происходило распреснение вод Амеразийского и осолонение вод Евразийского суббассейна. Совокупность данных наблюдений ГМС береговой сети характеризует нетипичную реакцию Карского моря на происходящие изменения в природе. В Карском море и море Лаптевых соленость поверхностного слоя в 2012 г. характеризовалась большими положительными аномалиями. Если исходить из интенсивности таяния льдов и увеличения объема речных вод, впадающих в моря, то в них должен был проявить себя отрицательный тренд солености воды, но не положительный. Парадоксальность процесса заключается в том, что воды речного происхождения, распространяясь в Карском море, не создали отрицательную аномалию солености в поверхностном слое. Не типичное распределение солености ученые объясняют [53]: воздействием атмосферных процессов, которые сказались на формировании гидрологических условий в Карском море; изменением направления течения и смещением в восточном направлении фронтальной зоны морских вод, распресненных речным стоком. Утверждение не соответствует всей совокупности изменений происходящим в северной полярной области.
Аномалии, наблюдаемые в Арктическом бассейне, противоречат естественным процессам, протекающим в природе. В СЛО с 2007 г. складывается дипольная структура аномалий поверхностной солености. Большие отрицательные аномалии солености наблюдаются в Амеразийском суббассейне. Противоположная тенденция наблюдается в Евразийском суббассейне. По всей акватории происходит слабое осолонение поверхностного слоя. В Карском море и море Лаптевых в поверхностных слоях положительные аномалии солености увеличились до 5 ‰ [53]. Рост солености в Евразийском суббассейне, при одновременном распреснении Амеразийского суббассейна, должен был заставить ученых задуматься о причине противоположных процессов. Ожидание аргументированного ответа затянулось.
10. Ледовый покров над озером Восток в Антарктиде и появление открытой воды у Северного полюса
Гляциологические исследования в Центральной Антарктиде ученые СССР начали в середине 1950-х годов. Советскими полярниками были основаны такие станции, как Пионерская, Восток-1, Комсомольская, Восток (16 декабря 1957 г.), Полюс недоступности, Советская. В настоящее времени продолжает функционировать лишь станция Восток. В 1970 г. начались гляцио-буровые работы на станции Восток и в ее окрестностях. В это время развивался такой метод палео-климатологии, как бурение скважин в полярных ледниках и изотопные исследования ледяных кернов. Реконструкции климата по данным трех фирновых кернов глубиной до 70 м в районе станции Восток показали, что за последние 2 000 лет температура воздуха в этом районе на временных отрезках порядка сотен лет была стабильной и без значимых трендов. Средняя скорость снегонакопления в последние 200 лет выросла с 1,8 г/(см²)⋅год до 2,1 г/(см²)⋅год. По данным инструментальных измерений за последние 50 лет средняя скорость снегонакопления составляет 2,26 ± 0,1 г/(см² )⋅год и является самой большой за два тысячелетия [64].
В последующем были пробурены 4 скважины глубиной до 2546 м. Прекращение бурения связано с авариями в скважинах. В феврале 1990 г. была забурена скважина 5Г («пятая глубокая»). Из-за аварии ее бурение было прервано в 1991 г. на глубине 2503 м. и возобновлено с отметки 2232 м (скважина 5Г-1) [64]. В январе 1998 г. на глубине 3623 м бурение было остановлено. Скважина 5Г-1 на глубине 3537 (3539) м вошла в слои конжеляционного льда, который образовался из воды озера [65]. В керне скважины 5Г-1 в интервале 3310–3538 м расположен лед атмосферного происхождения, характеризующийся нарушенным залеганием слоев. К основным признакам, указывающим на водное происхождение этого льда, ученые относят резкое изменение изотопного состава и низкое содержание газа в ледяном керне (в 10–103 раз меньше, чем во льду атмосферного происхождения). В октябре 2007 г. из-за аварии на глубине 3666 м бурение скважина 5Г-1 было прекращено. Бурение новой скважины (5Г-2) было начато с глубины 3580 м. Скважина 5Г-2 достигла 5 февраля 2012 г. поверхности подледного озера Восток. Вертикальная мощность ледника, рассчитанная по длине ствола скважины, составила 3758 м. Исследования показали, что керны из стволов скважин 5Г-1 и 5Г-2 в интервале 3 538–3 769 м сложены льдом конжеляционного типа, сформировавшимся в результате медленного намерзания озерной воды на подошву ледника. Ученые попутно установили, что современная концентрация СО2 в атмосфере в 1,5 – 2 раза превышает пределы концентрации этого газа за последние полмиллиона лет [64]. Предполагается, что на дне озера действуют активные геотермальные источники. Озеро насыщено атмосферными газами, в том числе кислородом, концентрация которого может в десятки раз превышать значения, характерные для наземных водоемов. Вблизи контакта ледника с замерзшей водой озера Восток (на глубине 3538 м) возраст льда атмосферного происхождения достигает 1,2 млн. лет. Однако в изотопном профиле керна со станции Восток неискаженный климатический сигнал наблюдается только до горизонта 3310 м (возраст льда около 410 тыс. лет) [66]. В толще ледника обнаружены структурные и геохимические признаки нарушения первоначальной последовательности залегания ледяных слоев. В работе акцентируют внимание на том, что если концентрация парниковых газов и глобальная температура в прошлом изменялись параллельно, то из анализа ледяных кернов следует: за последние 100 лет содержание газов резко возросло, а изменения температуры не выходят за рамки ее естественных флуктуаций.
Минеральные и газовые включения встречаются только в верхней части толщи конжеляционного льда до глубины примерно 3618 м. По расчетам, выполненным с помощью математической модели, перемещение ледника от западного берега озера до станции Восток продолжалось примерно 40 тыс. лет. В соответствии с этой гипотезой, возраст конжеляционного льда в районе скважины с ростом глубины его залегания уменьшается от 40 тыс. лет (на контакте с атмосферным льдом) до нуля (на контакте с озёрной водой). Предполагается, что именно в этой части подледникового водоема (глубина залегания слоя 3537 – 3618 м) формируется 81-метровый слой озерного льда, содержащий видимые минеральные включения донных осадков озера. Плотность дислокаций в образцах льда с глубин 3538 –
