Повышение температуры мирового океана ускоряет таяние ледников, увеличивая количество айсбергов. Команда ученых воспроизвела в своей лаборатории условия, в которых плавают айсберги. Исследователи подготовили ледяные блоки в форме длинных цилиндров без пузырьков воздуха и поместили их в резервуар с пресной водой комнатной температуры. Камеры фиксировали скорость и движение модельных айсбергов во время таяния и опрокидывания. Работа опубликована в журнале Physical Review Fluids.
Как опрокидываются айсберги, ученые объяснили механизм явления
Ученые из Нью-Йоркского университета провели серию экспериментов, которые объяснили, как процесс таяния приводит к изменениям формы айсберга, и объяснили, как айсберги опрокидываются.
Айсберг. Public Domain
Айсберги формируются при откалывании огромных кусков льда от ледников — шельфовых или покровных. Край ледника сначала повисает над морем, его постепенно подтачивают волны, и наконец он обламывается. Северные айсберги рождаются у ледникового покрова Гренландии, а южные — у берегов Антарктиды. По мере потепления океана процесс разрушения ледников как в Антарктиде, так и в Гренландии — ускоряется. Это приводит к тому, что крупные куски льда откалываются все чаще.
Таяние постепенно изменяет форму льда, который затем резко поворачивается или опрокидывается, принимая новое положение. Этот процесс повторяется циклически: за 30 минут полного таяния происходит от 10 до 15 опрокидываний. При этом форма льда значительно изменяется, постепенно превращаясь в пятиугольник.
Пять граней айсберга
Тающий лабораторный айсберг.
«Мы обнаружили, что таяние постепенно изменяет форму льда, который затем резко поворачивается или опрокидывается перед тем, как принять новое положение», — объясняет Лейф Рострох, ведущий автор исследования.
Для объяснения наблюдений ученые разработали математическую модель, учитывающую воздействие веса, выталкивающих сил и гидродинамических факторов на движение льда в воде. Модель показала, что таяние происходит преимущественно по смоченной поверхности льда ниже ватерлинии, в то время как верхушка над водой остается почти неизменной. Это нарушает гравитационную стабильность и вызывает поворот.
Ученые показали, что лед поворачивается не на произвольный угол, а чаще всего на одну пятую полного оборота, то есть 72 градуса, что объясняет формирование пятигранной формы.
Природный айсберг
Естественные айсберги умеют часто довольно причудливую форму, но и они будут подчиняться тому же закону опрокидывания. Эта работа важна для анализа настоящих айсбергов, которых становится в мировом океане все больше.