Тепловая конвекция управляет аномальными плюмами в глубинах Гренландского ледяного щита

В начале 2026 года научное сообщество получило объяснение природы аномальных структур, напоминающих плюмы, которые более десяти лет вызывали вопросы у исследователей в глубине Гренландского ледяного щита. Ключевые результаты, опубликованные в рецензируемом журнале The Cryosphere, указывают на то, что в самой ледяной структуре происходит тепловая конвекция — процесс, который традиционно ассоциируется с движением расплавленной породы в мантии Земли.

Эти восходящие потоки, впервые описанные в публикации 2014 года, искажают слоистую структуру льда, зафиксированную радиолокационными изображениями. Исследование, проведенное с использованием геодинамического пакета моделирования ASPECT, который обычно применяется для симуляции мантии, показало, что конвекция является жизнеспособным механизмом формирования этих крупных плюмоподобных особенностей, занимающих более трети толщины льда в северной части Гренландии. Моделирование проводилось на примере 2,5-километровой ледяной плиты.

Ведущий исследователь, гляциолог доктор Роберт Лоу из Университета Бергена, отметил, что обнаружение тепловой конвекции в ледяном покрове противоречит ожиданиям, поскольку лед как минимум в миллион раз мягче мантии Земли, однако физика процесса это допускает. Профессор Андреас Борн из того же Университета Бергена сравнил это явление с «кипящей кастрюлей с пастой». Ключевой вывод исследования заключается в том, что глубокий лед в северной Гренландии может быть примерно в десять раз более податливым, чем предполагалось ранее.

Источником энергии для этих восходящих потоков служит геотермальное тепло Земли, генерируемое за счет радиоактивного распада элементов в коре и остаточного тепла от формирования планеты. Понимание внутренней физики ледяного щита критически важно, поскольку Гренландский ледяной щит содержит 10% мировых запасов пресной воды, и его поведение напрямую влияет на прогнозы повышения уровня моря. Исследователи, включая доктора Лоу и профессора Борна, а также специалистов из Центра космических полетов НАСА имени Годдарда и Оксфордского университета, применили математику, используемую для изучения дрейфа континентов, для анализа этих явлений.

Моделирование показало, что конвективные плюмы формируются только при условии, что придонный лед теплее и значительно мягче, чем предполагают стандартные допущения. Это открытие фундаментально меняет представление о механических свойствах глубокого льда. Моделирование также выявило, что такие факторы, как большая горизонтальная сдвиговая нагрузка и накопление снега, препятствуют образованию конвективных плюмов, в то время как низкий сдвиг и более мягкий лед способствуют их возникновению. Это может объяснить отсутствие крупных донных плюмов в более молодых и более аккумулирующих снег южных частях щита.

Исследователи подчеркивают, что хотя лед в северной Гренландии может быть мягче, это не означает автоматического ускорения таяния, и для точных прогнозов повышения уровня моря необходимы дальнейшие изыскания. Гренландский ледяной щит, покрывающий 80 процентов острова, является древнейшим на Земле, его возраст превышает тысячу лет, и он уникален тем, что на его окраинах расположено постоянное население. Уточнение реологических границ, основанное на этом механизме конвекции, может снизить неопределенность в будущих прогнозах баланса массы ледяного щита.