Гидрологи Санкт‑Петербургского государственного университета совместно с коллегами из Института мерзлотоведения СО РАН и Полярной морской геологоразведочной экспедиции смоделировали сценарии возможного появления таликов — участков незамерзшей породы в вечной мерзлоте на холмах Ларсеманн (Земле Принцессы Елизаветы, Восточная Антарктида). Изучение этих участков позволяет более точно прогнозировать возможные изменения в структуре вечной мерзлоты.
Талики — это участки незамерзающей породы среди вечной мерзлоты, над ними располагается сезонно‑талый слой, который оттаивает в теплое время года и замерзает в холодное. Именно под этим слоем находится вечная мерзлота — порода, замерзающая в течение нескольких лет и никогда не оттаивающая до конца.
Формирование и экологическая роль таликов на сегодняшний день достаточно хорошо изучены в арктической зоне. Также известно о существовании таликов в Антарктике, но в основном они находятся в нестабильном состоянии.
Возможность их формирования и механизмы развития ранее не были изучены, ученые Санкт‑Петербургского университета вместе с коллегами смоделировали процессы тепломассопереноса в вечной мерзлоте Якутии.
Мы хотели понять, возможно ли в принципе формирование таликов в Антарктиде. Для этого мы смоделировали процессы тепломассопереноса, важные для формирования и эволюции таликов в верхней части геологического разреза холмов Ларсеманн в Восточной Антарктиде. Автор исследования, доцент кафедры гидрологии суши СПбГУ Сергей Попов
«Оказалось, что талики при определенных условиях действительно могут формироваться на этой территории. Результаты моделирования позволили нам составить четыре возможных сценария того, как это может происходить», — рассказал автор исследования, доцент кафедры гидрологии суши СПбГУ Сергей Попов.
Модель, созданная учеными, учитывает основные факторы, которые влияют на процессы тепломассопереноса. Ее основное достоинство заключается в достоверном учете теплообмена поверхности с атмосферой, что обеспечивает точность всего моделирования для рассматриваемых случаев. Разработка была использована для моделирования деградации антарктического внутриледникового озера Долк, которое расположено в том же районе.
Основными данными для модели являются характеристики среды, основанные на геологических данных. В частности, речь идет о таких показателях, как температура окружающего воздуха, влажность, скорость ветра, облачность, наличие снежного покрова и его мощность, а также высота Солнца над горизонтом и прочие данные, оказывающие влияние на формирование таликов. Чтобы модель смогла ограничить талики снизу, в нее были включены условия нижней границы в виде температуры и теплового потока. Для моделирования процессов тепломассопереноса в вечной мерзлоте ученые задают на нижней поверхности известную температуру.
Согласно первому сценарию, который получили ученые СПбГУ, талики в Антарктике не образовываются. Второй и третий сценарии показали, что талики не появляются, если снег растаял сразу после установления положительных температур воздуха и покрыл поверхность за 20 дней до установления отрицательных температур.
Последний разработанный сценарий предполагает, что талик образуется, когда снежный покров сохраняется даже при положительной температуре воздуха, а снег выпадает до того, как температура воздуха станет отрицательной.
Изучение субгляциальных гидрологических процессов прямыми и дистанционными методами исследований, а также с помощью математического и физического моделирования является приоритетом российских исследований в Антарктике и соответствует целям Программы фундаментальных научных исследований в Российской Федерации на период до 2030 года, а также Стратегии научно‑технологического развития, утвержденной указом президента РФ. Комплексное изучение Антарктиды является безусловным приоритетом отечественной науки.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ и Якутского научного фонда (проект № 22‑17‑20040 «Субаэральные и подозерные талики в сплошной криолитозоне Восточной Сибири: происхождение, современное состояние и реакция на изменение климата»).
Пресс-релиз подготовлен на основании материала, предоставленного организацией. Информационное агентство AK&M не несет ответственности за содержание пресс-релиза, правовые и иные последствия его опубликования.
