twarde skały i głębokie mokradła pod lodowcem Thwaites na Antarktydzie

Ukryty krajobraz pod olbrzymim lodowcem

Lodowiec Thwaites na Zachodniej Antarktydzie zyskał przydomek „Lodowca Sądu Ostatecznego”, ponieważ zmiany tam mogą podnieść globalny poziom mórz o kilkadziesiąt centymetrów w ciągu nadchodzących stuleci. Do niedawna naukowcy mieli jednak jedynie nieostry obraz tego, co kryje się pod dwoma kilometrami lodu. W tym badaniu zastosowano czułe badania sejsmiczne — w zasadzie kontrolowane echa w lodzie — żeby stworzyć szczegółową mapę podziemnego świata lodowca. Wyniki ukazują poszarpaną mozaikę twardych grzbietów skalnych, głębokich basenów wypełnionych osadami oraz rozległych stref wilgotnych i podlodowcowych mokradeł, które razem kontrolują tempo cofania się lodowca w kierunku wnętrza Antarktydy.

Dlaczego podłoże pod lodem ma znaczenie

Lodowiec Thwaites jest już jednym z największych na Antarktydzie źródeł wzrostu poziomu morza i leży na podłożu skalnym nachylonym w kierunku wnętrza kontynentu. Taka geometria czyni go szczególnie podatnym: gdy „linia zaczepienia”, gdzie lód unosi się od podłoża i zaczyna pływać, cofa się w głąb lądu, lód może stać się niestabilny i szybciej spływać do oceanu. Tempo tego procesu zależy nie tylko od ciepłej wody morskiej topiącej czoło lodowca, lecz także od charakteru gruntu pod lodem. Twarde, chropowate dno może działać jak hamulec, podczas gdy miękkie, nasycone wodą osady mogą zamienić podstawę lodowca w śliską powierzchnię. Do tej pory modele musiały zgadywać wiele z tych własności, co prowadziło do szerokiego zakresu prognoz przyszłego wzrostu poziomu morza.

Słuchając kształtu i wytrzymałości podłoża

Zespół badawczy przejechał ponad 340 kilometrów po lodowcu Thwaites, ciągnąc specjalny wibrator sejsmiczny i „śnieżny streamer” czujników. Wysyłając kontrolowane drgania w lód i rejestrując powracające echa, zrekonstruowali wysokorozdzielczy obraz kształtu podłoża i materiałów, z których się składa. Profil wzdłuż kierunku przepływu, biegnący od rejonu linii zaczepienia setki kilometrów w głąb lądu, ukazuje naprzemienne strefy gładzkiego, łagodnie nachylonego terenu i poszarpanych, wysokich grzbietów ze stromymi ścianami zwróconymi w górę rzeki. Drugi profil, przecinający lodowiec w poprzek, ujawnia, jak te cechy i materiały zmieniają się od szybkopłynącego centralnego traktu na wolniej poruszające się obrzeża.

Grzbiety, skalne guzki i mokre baseny

Dane sejsmiczne pokazują, że dno Thwaites wcale nie jest jednorodne. Duże skalne grzbiety, takie jak Dolny i Górny Grzbiet Thwaites, wznoszą się setki metrów ponad otoczenie i mają strome ściany zwrócone w górę przepływu. Działają one jak zakopane progi hamujące szybki przepływ lodu. Po ich stronie zanurzenia zespół znalazł gładsze „ogony” zbudowane ze zlepień osadów, przykrytych miększymi, odkształcalnymi warstwami — klasyczne morfologiczne formy „crag-and-tail” rzeźbione i tworzone przez płynący lód. Między grzbietami leżą głębokie baseny, niektóre o grubości sięgającej kilkuset metrów, wypełnione osadami o różnej konsystencji — od zbitych po silnie porowate. W wielu zagłębieniach odbicia sejsmiczne wskazują na obecność wody swobodnej lub osadów bogatych w wodę, tworząc kieszenie i warstwy wilgotnego podłoża, które mogą zmniejszać tarcie u podstawy lodu.

Głębokie mokradło pod lodem

Jednym z najbardziej uderzających odkryć jest aktywne jezioro podlodowcowe, oznaczone jako Thw124, pod szybko płynącym trzonem lodowca. Z kosmosu satelity pokazują, że ten obszar powoli się unosi i opada o kilka metrów, gdy woda odpływa i znowu się zapełnia. Profile sejsmiczne ujawniają, że to jezioro nie jest po prostu płaską kałużą wody, lecz składa się z dziesiątek do ponad stu metrów wysoce porowatych, nasyconych wodą osadów spoczywających na twardszym podłożu. Te miękkie, wilgotne odkłady koncentrują się poniżej wyniesień skalnych, powtarzając geometrię form crag-and-tail, lecz o znacznie „błotnistszej” strukturze. Nawet po zdarzeniach drenażowych dużo wody pozostaje uwięzione w osadach, więc podstawa zachowuje się bardziej jak trwałe mokradło lub warstwa wodonośna niż jak proste jezioro, które jest tylko włączane i wyłączane. W innych miejscach, pod wschodnią krawędzią lodowca, podłoże jest przeważnie twarde i zwięzłe, z tylko pojedynczymi kieszeniami miększych, wilgotniejszych materiałów.

Implikacje dla przyszłego wzrostu poziomu morza

Dla non‑specjalistów kluczowy wniosek jest taki, że los lodowca Thwaites w dużej mierze zależy od szczegółów niewidocznego podłoża. Zamiast prostego twardego lub miękkiego spodu, lodowiec spoczywa na mozaice skalnych grzbietów, basenów osadowych i wilgotnych mokradeł. Twarde, strome grzbiety działają jak hamulce, które mogą tymczasowo spowolnić cofanie się linii zaczepienia w głąb lądu, podczas gdy głębokie, mokre baseny i nasycone wodą osady mogą umożliwiać łatwiejsze ślizganie się lodu i jego przerzedzanie dalej w głąb. Obecne modele komputerowe zwykle wygładzają tę złożoność, co oznacza, że mogą niedoszacowywać, jak bardzo te ukryte cechy mogą albo opóźniać, albo przyspieszać cofanie się. Dostarczając jedno z najdokładniejszych jak dotąd spojrzeń na podziemny świat antarktycznego lodowca, to badanie daje modelarzom informacje potrzebne do lepszego przewidywania, ile i jak szybko lodowiec Thwaites może przyczynić się do podniesienia poziomu mórz na Ziemi.

Cytowanie: Zeising, O., Eisen, O., Hofstede, C. et al. Hard rocks and deep wetlands beneath Thwaites Glacier in Antarctica. Commun Earth Environ 7, 366 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03502-2

Słowa kluczowe: lodowiec Thwaites, hydrologia podlodowcowa, płaszcz lodowy Antarktydy, wzrost poziomu morza, obrazowanie wibrosejsmiczne