Массивный ледяной покров Антарктиды выглядит плоским. Хотя обширный слой льда вблизи центра континента возвышается более чем на 4 км над уровнем моря, пологие склоны этого купола незаметны человеческому глазу. Но под этим льдом толщиной около 2 км скрывается нечто удивительное: ландшафт из крутых гор и долин, пересечённых извилистыми реками. Эти реки могут сыграть решающую роль в том, как ледяной покров отреагирует на беспрецедентное потепление.

Учёные предсказывают, что по мере того, как ледяной покров Антарктиды будет таять и истончаться в течение следующих нескольких десятилетий, эти скрытые реки расширятся, выйдут из берегов и перейдут на новые пути течения. Это может дестабилизировать крупные прибрежные ледники, которые контролируют скорость повышения уровня моря. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications, являются результатом 20-летней работы учёных по составлению карты континента, скрытого под ледяными покровами Антарктиды.

Ни один человек никогда не видел этих скрытых гор и долин. Но за последние несколько десятилетий самолёты совершили сотни полётов над Антарктидой, используя радары, проникающие сквозь лёд, и точные измерения гравитационного и магнитного полей, чтобы заглянуть под лёд.

В ходе этих исследований были обнаружены горные хребты высотой более 1,5 км, широкие долины и глубокие каньоны. Радар также показал плоские, яркие отражения нескольких сотен подледниковых озер внизу. Эти озёра питаются водой, которая медленно, на миллметры в год, тает у основания ледяного покрова благодаря геотермальному теплу, просачивающемуся из глубин земли, и трению льда, скользящего по суше.

Учёные также поняли, что подледниковые реки часто впадают в озёра или вытекают из них. Эти узкие реки трудно обнаружить с помощью радара. Поэтому команда исследователей потратила 11 лет на составление карт рек более тщательным образом. Они объединили карты подледникового ландшафта с точными измерениями толщины льда, чтобы предсказать маршруты, по которым будет течь подледниковая вода, реагируя на силу тяжести и давление.

Они обнаружили, что под большинством самых быстро движущихся ледников Антарктиды находится большое количество воды, которая смазывает лёд, когда он скользит по суше. Это особенно верно в отношении самых нестабильных ледников континента – ледников Туэйтса и Пайн-Айленда, которые сбрасывают лёд в океан быстрее, чем когда-либо. Ландшафт под этими ледниками усеян вулканами и рифтовыми долинами, которые выделяют высокие уровни геотермального тепла и, следовательно, большое количество талой воды.

Большая часть береговой линии Антарктиды покрыта ледяными глыбами толщиной в сотни футов, которые плавают в океане. Эти плавучие шельфовые ледники удерживают прибрежные ледники, замедляя их движение в океан. На многих из этих шельфовых ледников есть горячие точки диаметром в милю и более, где они тают в несколько раз быстрее, чем следовало бы, в зависимости от температуры морской воды. В некоторых случаях из-за этих горячих точек лёд истончается на 30–90 метров в год. Изучая шельфовый ледник Гетца на побережье Западной Антарктиды, учёные недавно обнаружили, что эти быстро тающие пятна образовались в тех же местах, где, по их прогнозам, подледниковые реки вытекали из-под края ледяного покрова в океан.

Учёные спрогнозировали, что к 2100 году объём подледниковой воды, вытекающей из-под ледника Тоттен, увеличится почти в 5 раз, что примерно на 1/4 превышает нынешний сток реки Колорадо. Они подсчитали, что скорость впадения этой подледниковой воды в океан также может ещё увеличиться — потенциально достигнув скорости быстротекущих рек на западе Соединенных Штатов.

Новые данные могут сделать нынешние прогнозы повышения уровня моря слишком консервативными.