Как в Арктике, так и в Антарктике во льду есть гигантские дыры, которые даже по-английски называются «полынья» («polynya«). Природа их образования не до конца понятна, но при этом ясно, что она не связана с глобальным потеплением и таянием ледяных шапок. Это давний, хорошо задокументированный и таинственный феномен, которому только предстоит найти окончательное объяснение.
Полыньи необходимы для многих местных экосистем и крайне интересны, но всё дело в том, что по всем признакам на их месте должны находиться участки многометрового льда. Та из них, что оказалась в центре внимания учёных, находится посреди океана, то есть полностью исчезает каждое лето, когда сходит лёд, а затем, через какой-то промежуток времени, снова появляется в том же самом месте. Впрочем, не всегда. Исследователи имеют некоторое представление о том, как сохраняются полыньи, но этого нельзя сказать о механизмах их формирования.
Если учесть, что эти дыры могут быть размером от Новой Зеландии до Южной Каролины, понятно, что это вряд ли связано с изменениями температуры или другими напрашивающимися в качестве объяснения факторами. Чтобы изучить весь спектр возможных воздействий, группа исследователей из Вашингтонского университета решила собрать и проанализировать огромный объем данных, который дал бы им полное представление как об океане, так и о циклах жизни льда в течение нескольких лет. Важнейшими инструментами в реализации этого проекта стали плавающие роботы, способные удалённо фиксировать самые разные параметры — температуру, соленость, силу океанских течений и так далее. Передовые разработки в области биосенсорики позволили измерять уровни кислорода, азота, кислотности, многих других сложных биохимических факторов. Роботы способны погружаться на несколько километров, и это дало возможность увидеть, что представляет собой находящаяся подо льдом вода зимой, не прибегая к помощи подводных лодок. Что, наверное, было бы очень дорого.
Не самую последнюю роль в исследованиях сыграли морские котики. Часть замеров температуры, солености и прочих параметров были сделаны датчиками, прикреплёнными к головам этих животных. Эти видные представители семейства тюленей могли проникать туда же, куда и плавающие роботы, но учёные использовали их в те годы, когда полынья не образовывалась. Это позволило брать показания и сравнивать условия несколько лет подряд, независимо от наличия отверстия в ледяном панцире. К сведению интересующихся — датчики с помощью специального клея крепились на лоб морским слонами. Через несколько месяцев он ослабевал, и аппаратура отваливалась сама по себе. После чего животные возвращались к своей обычной жизни.
В результате применения всех этих новаторских способов выяснилось, что основными факторами, способствующими образованию изучаемой полыньи, были увеличение солености и штормовая активность. И то, и другое заставляет тёплую воду подниматься на поверхность, где она начинает подтапливать лёд. Почему всё это происходит в одном и том же месте? Потому что прямо под ним находится подводная гора! В этом месте вода закручивается в некое подобие вихря, который гонит тепло наверх.
Полынья — это не только интересный объект исследования для океанографов, но и неотъемлемая часть полярных экосистем. Это своеобразный мост между океаном и твёрдой поверхностью для многих обитателей этих мест, в том числе тюленей и пингвинов. Так как внутри них солнечный свет встречается с водой, это идеальное место для роста фитопланктона, являющегося нижним звеном в пищевой цепочке. Вся остальная жизнь здесь зависит именно от него. Кроме того, сквозь полыньи тепло и влага океана попадает в атмосферу, что во многом определяет погоду в непосредственной близости от них.
Изменение климата на планете снижает соленость океана и увеличивает серьёзность и частоту природных катаклизмов — то есть прямо воздействует на основные факторы формирования полыней. Исследователи не знают точно, как это повлияет на их размеры и сроки жизни, но совершенно уверены, что их поведение изменится. Это, в свою очередь, может повлиять на местные погодные условия и океанические течения. Поэтому этот феномен требует дальнейшего изучения. Учёные, используя полученные данные, проведут компьютерные симуляции, чтобы понять, как всё это может повлиять на природу Антарктики и динамику образования морского льда. Возможно, это позволит увидеть, чего следует ожидать и как можно подготовиться к тем или иным изменениям.
