Ледяной щит Антарктиды ежегодно меняется, и в целом его поведение достаточно хорошо известно. Однако, некоторые локальные аномалии не поддаются объяснению на протяжении нескольких десятилетий. К ним относится полынья возвышения Мод или полынья моря Уэдделла, которая возникает нерегулярно в одном и том же районе. Международная группа океанологов, наконец, выяснила причины ее формирования.
Первые признаки полыньи возвышения Мод были зафиксированы в 1970-х годах, когда американский метеорологический спутник Nimbus 5 начал непрерывное наблюдение за антарктическим льдом. Полынья возникала зимой в период с 1974 по 1976 год, что навело ученых на мысль о ее ежегодном появлении. Тем не менее, впоследствии этот участок открытой воды, расположенный в центре массива многолетнего льда, покрывающего значительную часть моря Уэдделла, формировался нерегулярно. Порой полынья не появлялась вовсе, а в другие – ее размер был минимальным.
Новое формирование полыньи зафиксировано в 2016 и 2017 годах. Несмотря на меньшие размеры по сравнению с предыдущими, площадь этого явления остается значительной: около 80 тысяч квадратных километров, что сопоставимо с территорией Сахалина и Курильских островов или двух Швейцарий. Как и в предыдущие периоды, в последующие годы полынья практически исчезла. Данная особенность природного явления значительно затрудняет его исследование. Образование полыньи в многолетнем льду – нечастое событие, а еще более редко они достигают столь больших размеров и сохраняются в течение длительного времени (недели или месяцы).
Новая научная работа, опубликованная в рецензируемом журнале Science Advances, данное исследование раскрывает особенности формирования подводного хребта Мод. Его авторами выступили ученые из Гетеборгского университета (Швеция), Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) и Саутгемптонского университета (Великобритания). Для проведения анализа исследователи использовали разнообразные источники информации, включая спутниковые оптические и радарные изображения, данные с автономных буев и метки, установленные на морских животных. Выяснилось, что формирование хребта обусловлено сочетанием нескольких факторов, которые совпали в определенном районе Мирового океана.
Формирование обширной полыньи в море Уэдделла определяется Экмановским переносом – процессом, при котором водные массы перемещаются под углом к направлению ветра. Этот эффект связан с кориолисовой силой, отклоняющей движущиеся объекты влево в Южном полушарии (и вправо в Северном). С увеличением глубины угол отклонения возрастает, образуя спиральный вихрь. Вопреки распространенному мнению, ледяной покров не препятствует Экмановскому переносу. Более того, именно благодаря айсбергам и ледяным полям этот процесс был впервые зафиксирован в ходе арктической экспедиции Нансена.
Именно Экмановский перенос вызывает подведение теплой соленой воды под многолетний лед в море Уэдделла. В области подводного плато Мод, характеризующегося небольшими пологими пиками, это явление приводит к усилению глубинного течения.
Для формирования обширного водоворота необходим и третий фактор: изменение преобладающего направления и силы ветров, дующих над этим регионом. Сочетание этих факторов произошло в 2016 и 2017 годах, скорее всего, подобно тому, как это случилось в 1970-х.