Как подводный беспилотник исследовал ледяной шельф в Антарктиде

Последнее погружение Рана. Filip Stedt

Используя беспилотную подводную лодку Ран, исследователи составили карту нижней стороны шельфового ледника Дотсон в Западной Антарктиде. Они обнаружили сложные ледяные образования и значительные области таяния, вызванные подводными течениями. Это имеет решающее значение для улучшения прогнозов повышения уровня моря. Но по время последнего погружения Ран был потерян.

Когда люди долго работают с искусственными системами, например, с роботами или с чат-ботами, они невольно придают этим вещам черты человека. И даже наделяют их какими-то чертами сознания. Так и было с подводным беспилотником Ран. Вроде бы утонул аппарат, ну что поделать, бывает. Но ученые сильно переживали эту потерю, едва ли не как потерю близкого человека.

Международная группа ученых под руководством Гетеборгского университета, Швеция с помощью подводного беспилотника Ран исследовала нижнюю поверхность антарктического ледника. Ученые получили первые в истории подробные карты подводной части ледника, предоставив ценную информацию о потенциальном будущем повышении уровня моря.

Автономный подводный аппарат Ран был запрограммирован на погружение в полость шельфового ледника Дотсон в Западной Антарктиде и сканирование льда над ним с помощью усовершенствованной гидроакустической системы. За 27 дней подводная лодка прошла в общей сложности более 1000 километров под ледником и проникла на 17 километров в полость. Шельфовый ледник — это масса ледникового льда, питаемая с суши притоками ледников. Ледник как бы нависает над водой.

Ледник Дотсона Anna Wåhlin

«Как будто ты видишь обратную сторону Луны»
«Раньше мы использовали спутниковые данные и ледяные керны, чтобы наблюдать, как ледники меняются с течением времени. Но проведя подводный аппарат в полость, мы смогли получить карты льда с высоким разрешением. Наверно, так чувствовали себя астрономы когда увидели обратную сторону Луны», — говорит ведущий автор работы Анна Вахлин, профессор океанографии в Гетеборгского университете.

В новой научной статье в Science Advances исследователи сообщают о результатах этого уникального исследования. Некоторые вещи соответствуют ожиданиям. Ледник тает быстрее там, где сильные подводные течения размывают его основание. Используя подводный аппарат, ученые впервые смогли измерить течения под ледником и показать, почему западная часть шельфового ледника Дотсон тает так быстро. Они также увидели доказательства очень быстрого таяния в вертикальных трещинах, которые проходят через ледник.

Схема исследовательских миссий Рана Anna Wåhlin

Но исследователи увидели многое, что еще требует объяснения. Нижняя поверхность ледника не гладкая, отчетливо видны пик и долина ледникового ландшафта с плато и образованиями, напоминающими песчаные дюны. Исследователи предполагают, что они могли быть сформированы текущей водой под влиянием вращения Земли.

Шельфовый ледник Дотсон является частью ледяного покрова Западной Антарктиды, который, как считается, может оказать потенциально большое влияние на будущее повышение уровня моря из-за своего размера и местоположения.

«Необходимы лучшие модели для прогнозирования того, как быстро растают шельфовые ледники в будущем. Когда океанографы и гляциологи работают вместе, объединяя дистанционное зондирование с полевыми океанографическими данными, это здорово. Это необходимо для понимания происходящих гляциологических изменений — движущая сила находится в океане», — говорит Анна Вахлин.

Гибель Рана

Анна Вахлин и Ран Filip Stedt

Анна Вахлин говорит: «На Земле осталось не так много неизведанных областей. Видеть, как Ран исчезает в темных глубинах подо льдом, выполняя свои задачи более 24 часов без связи, конечно, тревожно. Опыт более 40 миссий подо льдом придал нам уверенности, но в конечном итоге сложные условия нас победили».

Полевые работы для этого исследования проводились в 2022 году. В январе 2024 года группа вернулась с беспилотником на шельфовый ледник Дотсон, чтобы повторить исследования, надеясь задокументировать изменения. Им удалось сделать только одно погружение, прежде чем Ран бесследно исчез.

Ран уходит исследовать ледник Дотсона Filip Stedt

Во время погружений под лед толщиной 200-500 м Ран не имел постоянного контакта с исследовательским судном. Маршрут был запрограммирован заранее, и благодаря продвинутой навигационной системе Ран отыскивал обратный путь в открытую воду. Что происходит под ледником, ученые просто не знали. Работа под ледником состояла из нескольких этапов, которые начинались у самого дна и постепенно Ран приближался к границе льда и проводил измерения.

Сначала Ран совершил успешное погружение, но во время второго что-то пошло не так. После долгого путешествия подо льдом Ран так не появился в запланированной точке встречи с судном. Его долго искали помощью акустического поискового оборудования, вертолетов и беспилотников. В конце концов ученые признали, что Ран потерян. Они рассчитывают вернуться с новым аппаратом, но Ран они не забудут.