Планинските ледници на Аляска: 10-годишна история


ОтМария Хосе Виняс / Екипът на НАСА за науката за Земята

В Аляска пет процента от сушата е покрита от ледници, които губят много лед и допринасят за повишаването на морското равнище. За да наблюдават тези промени, от пролетта на 2009 г. малък екип от изследователи, финансирани от НАСА, лети с научни инструменти на яркочервен едномоторен самолет.


За почти десетилетие операции,Операция IceBridgeЕкипът на Аляска удвои броя на планинските ледници, изследвани в щата, известен като „Последната граница“. Данните от мисията доведоха до загуба на ледниците на Аляска от 1994 до 2013 г .: 75 гигатона лед всяка година. Измерванията от кампанията помогнаха на учените да определят, че по -голямата част от загубата на маса в ледените полета на Аляска се дължи на повърхностно стопяване, а не на затопляне на океанските води.

Ледник, който се влива във входа на стопена вода.

В Аляска 5% от сушата е покрита от ледници, които допринасят за повишаването на морското равнище по непропорционално големи размери спрямо техния размер. Изображение чрез НАСА.

Научните кампании на НАСА по операция IceBridge измерват изменящите се на Земята ледници и ледени пластове от 2009 г. IceBridge е замислен, за да избегне пропаст в измерванията на височината на леда между две сателитни мисии: Ice, Cloud и land Elevation Satellite (ICESat) на НАСА събиране на данни през 2009 г. и неговия ICESat-2, който стартира през 2018 г. Докато учените от Центъра за космически полети Goddard на НАСА в Грийнбелт, Мериленд, управляваха двете по-големи годишни полеви кампании в Арктика и Антарктида, наблюдението на ледниците от Аляска попадна върху по-малък екип със седалище в Университета на Феърбанкс, Аляска.

Червен самолет с пропелер с четири остриета в носа и ски на колела.

Видата De Havilland. Изображение чрез НАСА.




Крис Ларсене водещ учен за операция IceBridge Alaska и изследовател в Университета на Аляска, Fairbanks. Ларсен каза:

НАСА искаше да намери съществуващи системи, които биха могли да направят тези измервания от самолети и да ги задействат веднага. Университетът на Аляска Феърбанкс имаше текуща програма за алтиметрия от 1991 г. и система, която беше готова за полет-така че бяхме добре да започнем полетите си през май 2009 г.

Предният ръб на ледника се вижда далеч под червената подпора на равнината.

На това изображение ледник Шеридан, близо до Кордова, Аляска, се вижда от полет на операция IceBridge през август 2018 г. Шеридан е озелен ледник с бързо разпадащ се плаващ език. Изображение чрезUAF / Мартин Тръфър.

Въздушен изглед на река с много потоци със самолетна опора на преден план.

Плетена река.


Предизвикателни планински полети

Равен по размер на шест национални парка Йелоустоун, Wrangell-St. Национален парк и резерват Елиас в югоизточната част на Аляска е най -големият национален парк в САЩ. Отдалеченото място предлага спиращи дъха гледки към обширна бореална гора, сплетени ледникови реки и извисяващи се планини - а също така осигурява оптимален достъп до много от основните ледени полета в региона.

Разположен в средата на парка, на стотици мили от най -близкия асфалтиран път, е хижа, която служи и като основна база на операциите на IceBridge Аляска. Оттам екипът на Ларсен провежда две полетни кампании всяка година: една в края на сезона на натрупване, през май, и друга към края на сезона на топене, през август. Ларсен каза:

И топенето, и леденият поток се случват много по -бързо тук, отколкото в Гренландия и Антарктида. Разликата между ледник през май и същия ледник през август е огромна.


От началото на мисията Ларсен използва лазерен висотомер - инструмент, който излъчва светлинни импулси и време, колко време отнема да отскачат от леда и да се върнат към сензорите - за измерване на промените в повърхността на леда. През 2012 г. той добави радиолокатор за изследване на основите под планинските ледници - учените се стремят да измерват топографията близо до края или края на ледник, тъй като често определя поведението на ледника.

Край на зелена вода далеч отдолу с малка сянка на самолет.

Изображение чрез НАСА.

Оказва се, че радарът е труден за използване с планинските ледници на Аляска.

Мартин Тръфъре експерт по физика на леда в Университета на Аляска, Феърбанкс и един от главните изследователи на IceBridge Alaska. Той каза:

Може да бъде наистина трудно да се получи радарната енергия чак до коритото на ледника - всъщност това е много по -труден проблем, отколкото си мислех, когато започнах.

Повечето ледници в Аляска са умерени, което означава, че са в точката на топене от повърхността до основата и съдържат големи джобове с вода в леда, които разпръскват радарни вълни. За да усложнят допълнително нещата, високите планини, обграждащи тесните ледникови долини, отразяват радарните вълни толкова често, колкото и основната скала. Това обърква сигнала и прави предизвикателството за учените да определят основата на ледника. Тръфър каза:

Радарната енергия просто се връща отвсякъде, от планините около самолета и след това трябва да дешифрираме какво идва от ледниковото корито. Преди имаше такива слънчеви котлони за котлети, направени от това U-образно огледало, което да фокусира цялата слънчева светлина върху хотдога. Оказва се, че нашият самолет често е там, където би бил хотдогът.

Дълъг, набразден ледник, разкъсващ се накрая във вода, през подпухнали облаци.

Ледник Майлс. Изображение чрез НАСА.

Приказка за три ледника

В ярка сутрин на 17 август 2018 г. Ларсен, Тръфър и студентът от Тексаския университет Майкъл Кристоферсен бяха готови да стартират лятната си кампания с научни полети. Учените от IceBridge и техните инструменти ще пътуват на обичайното си каране: яркочервена еднодвигателна De Havilland Otter.

„Видрата“ принадлежи на Пол Клаус, пилотен храст, който е регистрирал повече от 35 000 часа полет, предимно в пустинята. Клаус ръчно управлява всички линии за събиране на данни на IceBridge по ледниците на Аляска, тъй като посочените пътеки често са криволичещи и близо до хребетни линии, което не позволява автопилот. Интимните познания на Клаус за сложното планинско време на Аляска са безценни за безопасността и ефективността на мисията. Ларсен, който сам е търговски пилот, който помага в кабината по време на полет, каза:

Всеки път, когато възникне проблем, Пол вече е преминал през него или знае как да го заобиколи и често преди да се случи, защото може да го види, че идва

Ларсен беше умерено оптимистичен за прогнозата за деня. Той каза:

Времето изглежда ще бъде добре за нас, но можете да получите най -добрата прогноза в света за този регион и все пак да излезете там и да е напълно различно. Няма да разберем, докато не го проверим. С Пол казваме: Лесно е, когато е лесно и се надявам да го кажем днес.

Целите на деня включваха прелитане над три ледника, които, макар и сравнително близо, проявяват различно поведение - нещо много често срещано сред ледниците от Аляска.

Една от първите цели беше ледникът Yahtse, ледник с приливи и отливи. Този тип ледници седят на дълбоки води и имат вградена цикличност: те естествено се редуват между напредване и отстъпление. И в момента Яхце е най -бързо развиващият се ледник от този тип в Аляска.

Скоро след това, видрата прелетя над други ледници по Айси Бей, спираща дъха водна маса в югоизточна Аляска, която представя един от най -големите крайбрежни релефи (разлика между най -високата и най -ниската надморска височина) в света. Само преди век сега откритите води бяха покрити с лед.

Големи, неправилни парчета лед, плаващи в светлосиня вода.

Айсберги в езерото Арлекин. Изображение чрез НАСА.

Сред последните цели на деня беше ледникът Маласпина. Маласпина е най -големият ледник в Северна Америка на пиемонт: сливане на големи ледници в долината, които се срещат, за да образуват почти застоял лоб, пресечен от психоделични модели на утайки. Ледникът, толкова огромен, че се вижда от космоса, се изтънява при средно за цялата страна 2,7 фута (0,7 метра) годишно. Но мащабната му зона на аблация го прави уязвим за бъдещо затопляне. Ларсен каза:

Маласпина има потенциала да бъде една от най -големите географски еволюции в Аляска на нашето време. Разбира се, синът ми би могъл да стане свидетел на някои големи географски промени там, тъй като може да отвори голямо езеро или залив.

С дузина ледници, изследвани на 17 август, първият полет на лятната кампания на IceBridge Аляска беше успешен. По -късно атмосферна река предизвика много дъжд в югоизточна Аляска, заземи екипа на Ларсен за няколко дни - все пак те успяха да изпълнят 50 часа научни полети. Ларсен каза:

Август може да бъде по този начин в Аляска. Майската ни кампания като цяло е по -добро време и по -стабилна. Тази година не го получихме, но през последните години беше чудесно - тогава светът е вашата стрида и можете да изберете къде искате да отидете въз основа на научните приоритети.

На следващия месец, на 15 септември 2018 г., ICESat-2 на НАСА стартира и пропастта в измерванията на височината на леда в полярните райони най-накрая беше преодоляна. Ларсен очаква новият космически кораб да се представи добре с планинските ледници. Ларсен каза:

Страхотното за ICESat-2 е, че той има множество лазерни лъчи, така че всеки проход на сателита в действителност обхваща множество наземни следи-и това ще помогне при по-малки цели, като ледниците от Аляска.

Ларсен ще продължи да изпълнява полети на IceBridge Аляска до лятото на 2020 г. и по този начин ще допринесе за валидирането на измерванията на височината на леда в новия спътник в региона.

В крайна сметка: Летейки ниско над някои от най -драматичните пейзажи на планетата, група учени и пилоти измерват промените в ледниците на Аляска като част от операцията на НАСА IceBridge в продължение на почти десетилетие. Екипът е видял значителна промяна в обхвата и дебелината на леда през това време.

Чрез НАСА