Крижаний покрив Антарктики зазнає значних змін протягом року, і його поведінка добре вивчена загалом. Але деякі локальні аномалії пояснити не виходить ось уже кілька десятиліть. Одна з них – ополонка узвишшя Мод, або ополонка моря Ведделла, яка з’являється нерегулярно на одному і тому ж місці. Міжнародна команда океанологів, нарешті, змогла розгадати механізми її утворення.
Ополонка узвишшя Мод у вересні 2017 року, праворуч внизу знімка вказана масштабна лінійка / © NASA WorldView, MODIS
Уперше ополонку піднесення Мод помітили в 1970-х, коли американський метеорологічний супутник Nimbus 5 розпочав постійний моніторинг антарктичного льоду. Полин з’являвся щозими з 1974 до 1976 року, через що вчені припустили, що він виникає щороку. Однак відтоді ділянка відкритої води посеред суцільного багаторічного льоду, що покриває значну частину моря Ведделла, утворювалася нерегулярно. Полин або не з’являвся зовсім, або його площа була незначною.
Наступне повноцінне формування ополонки відбулося в 2016 і 2017 роках. Хоча вона і була меншою, ніж за півстоліття до цього, площа все одно вражає: близько 80 тисяч квадратних кілометрів – приблизно дорівнює площі Сахаліну разом із Курилами або двом Швейцаріям. Як і раніше, в наступні роки ополонка практично повністю зникла. Така поведінка природного феномена істотно ускладнює його вивчення. Полиньї в багаторічних льодах формуються рідко, а ще рідше вони можуть бути настільки великими й існувати протягом тривалих періодів (тижні або навіть місяці).
Нова наукова робота, опублікована в рецензованому журналі Science Advances, проливає світло на природу ополонки піднесення Мод. Її автори – співробітники Гетеборзького (Швеція), Каліфорнійського (Сан-Дієго, США) і Саутгемптонського (Велика Британія) університетів. Вони використовували одразу кілька джерел даних для свого аналізу: супутникові оптичні та радарні знімки, датчики на автономних плотах і мітки на морських тваринах. Як виявилося, вся справа в цілому комплексі чинників, що вдало зустрілися в одному місці Світового океану.
Ключовий процес, що відповідає за формування величезної ополонки в морі Ведделла, – Екманівське перенесення. Це ефект руху водних мас під кутом до напрямку вітру. Він зумовлений коріолісовою силою, яка змушує рухомі об’єкти схилятися вліво в Південній півкулі (і вправо в Північній). Причому зі зростанням глибини кут тільки збільшується, формується спіральний вихор. Всупереч тому, що може підказувати інтуїція, крижаний покрив жодним чином не заважає Екманівському переносу. Насправді тільки завдяки айсбергам і крижаним полям його вперше й виявили під час арктичної експедиції Нансена.
Спрощена візуалізація умов формування ополонки. Зверху (A) показано море Ведделла у 2013-2015 роках, підводна течія слабка, посилена конвекція не підтримується. Знизу – формування ополонки, вітер змінив свій напрямок, більше води надійшло в підводну течію, піднесення Мод сприяє її руху вгору, конвекція посилюється / © Science Advances, Aditya Narayanan et al., Ekman-driven salt transport as a key mechanism for open-ocean polynya formation at Maud Rise DOI:10.1126/sciadv.adj0777
У морі Ведделла саме Екманівське перенесення заманює під багаторічний лід порівняно теплу солону воду. У районі піднесення Мод – підводного плато з невеликими пологими піками на ньому – через це посилюється глибинна течія.
Нарешті, третій фактор, без якого колосальна ополонка неможлива: зміна переважного напрямку і сили вітрів, що дмуть над цією місцевістю. Комбінація цих чинників склалася в 2016 і 2017 роках, найімовірніше, аналогічно тому, що сталося в 1970-х.