Анализ тысяч спутниковых изображений Антарктиды, проведенный французскими исследователями, показал, что практически весь континент покрыт продольными дюнами — подобный рельеф характерен и для спутника Сатурна Титана. В ходе исследования ученые определили, какие ветры формируют антарктические дюны, и выявили противоречие, которое позволяет получить более детальные сведения о климате континента.
Когда мы говорим о пустынях, в голове сразу возникают образы песков Сахары или Атакамы, барханов Каракумов и Гоби, однако Антарктида также может быть отнесена к пустыням. Это столь же малонаселенная и очень суровая среда с экстремально низкими температурами. Воды там предостаточно, но она представлена в виде снега и льда, что делает ее недоступной для растений.
Хотя в Антарктиде также присутствуют локальные участки, напоминающие оазисы, вроде долин Мак-Мердо или озер в оазисе Ширмахера, здесь не встретишь пальм и цветущих озер, окружающая среда гораздо беднее — в этой среде выживают лишь эндолитические бактерии, мхи и лишайники.
Подобно пустынным территориям, ветры играют ключевую роль в формировании ландшафта — от небольших неровностей до масштабных песчаных дюн. В Антарктиде можно наблюдать все типы эоловых форм рельефа, включая мегадюны с длиной волны в несколько километров. Как и песчаные дюны, снежные формируются благодаря ветру, который переносит частицы. Разница лишь в том, что снег падает с неба. Стоит сказать, что антарктические дюны плоские, их сложно наблюдать с земли, поэтому динамика, форма и прочие особенности этих дюн плохо изучены.
Линейные дюны Антарктиды были исследованы французскими учеными из Университетов Гренобль-Альпы и Париж-Сите на основе анализа спутниковых снимков. В период с 2018 по 2021 год спутниковые аппараты зафиксировали около 60% территории континента; остальная часть приходится на трещины и пропуски в данных. Снимки обладали достаточным разрешением для выявления дюн длиной свыше 20 метров.
Согласно исследованиям, определена распространенность данного типа рельефа и установлены особенности его формирования. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature Geoscience.
Специалисты проанализировали 33 тысячи снимков, полученных со спутников Landsat 8, Sentinel-2 и Pleiades. Изображения были очищены от облачности, ориентация дюн была определена посредством интегральных вычислений и анализа данных о ветре, который дул над Антарктидой с 1940 года. Разрешение используемых аппаратов не позволяло проводить наблюдения за мегадюнами, рябью и другими мелкими формами рельефа.
Линейные дюны являются наиболее часто встречающимися – эти вытянутые волнистые образования занимают до 95% исследуемой области. Ученые подчеркивают, что столь широкое распространение указывает на высокую вероятность их наличия на всей территории Антарктиды. Оставшиеся пять процентов составляют дюны, расположенные на высоте три тысячи метров над уровнем моря, где ветры менее сильные, а снегопады реже.
Авторы статьи также определили участки, где линейные дюны распределены однородно. В Восточной Антарктиде их протяженность превышает тысячу километров, а в Западной – около 200. Это связано с преобладающим направлением ветров: на востоке наблюдается больше однонаправленных потоков, чем на западе. Заметим, что ориентация снежных дюн может сохраняться в течение года.
На большей части исследованной территории (61%) преобладают продольные дюны, формирующиеся в результате скопления частиц вдоль направления господствующего ветра. Учёные отмечают, что подобные дюны характерны не только для песчаных пустынь Земли, но и для спутника Сатурна Титана, где они встречаются в 95% случаев%).
Ученые обратили внимание на необычную форму антарктических дюн, расположенных вблизи береговой линии, где снега больше: вместо ожидаемого увеличения высоты они вытягивались. Это навело исследователей на мысль о недостатке материала для их формирования. Причиной оказалось спекание снежных частиц: после выпадения они слипаются и затвердевают, особенно при изменении температуры. В связи с этим, в центральной части Антарктиды, где более низкие температуры, дюны перемещаются активнее, чем в прибрежной зоне.
Спутниковые снимки зафиксировали изменение направления одной из дюн за 15 дней под воздействием мощного шторма и снегопада, что произошло после нескольких лет стабильности.
Новые данные, полученные в ходе исследований, демонстрируют изменения рельефа Антарктиды и могут способствовать более точной моделизации климата континента, перемещению снега по его поверхности и прогнозированию его реакции на изменение температур.