Вчені виявили 332 підводні каньйони в Антарктиці

Міжнародна група вчених з Університетського коледжу Корка та Університету Барселони завершила найамбітніше дослідження підводних каньйонів Антарктиди, створивши найдетальніший каталог цих геологічних утворень у південнополярних водах. Результати роботи, опубліковані у журналі Marine Geology, демонструють масштаби підводного рельєфу навколо найхолоднішого континенту планети.

Дослідники ідентифікували 332 дренажні мережі з 3291 сегментом потоків, що майже у п'ять разів перевищує кількість каньйонів, виявлених у попередніх дослідженнях. Це відкриття кардинально змінює уявлення про підводну топографію Антарктиди та її роль у глобальних океанічних процесах.

Підводні каньйони являють собою глибокі, великомасштабні врізи, які зустрічаються на більшості континентальних окраїн світу. Це круті, зазвичай V-подібні долини з досить вузькими та звивистими морфологіями, нерівними схилами, що починаються на краю континентального шельфу або на континентальному схилі та закінчуються на континентальному підйомі або абісальній рівнині.

Обмежені канали довжиною менше 10 кілометрів, зазвичай глибиною в десятки метрів та лінійні у плані, відомі як підводні яри. Вони часто зустрічаються поряд або всередині каньйонних систем на континентальному схилі.

Підводні каньйони відіграють критичну роль в океанічних екосистемах. Вони транспортують осадові породи та поживні речовини з узбережжя до глибших районів, з'єднують мілководні та глибоководні води, створюючи середовища проживання, багаті на біорізноманіття.

Вчені ідентифікували близько 10 тисяч підводних каньйонів по всьому світу, але оскільки лише 27 відсотків морського дна Землі картографовано у високій роздільній здатності, реальна загальна кількість, ймовірно, значно вища. Незважаючи на їхню екологічну, океанографічну та геологічну цінність, підводні каньйони залишаються недостатньо дослідженими, особливо у полярних регіонах.

Доктор Девід Амблас, дослідник з Університету Барселони, пояснює особливості антарктичних каньйонів: «Як і ті, що в Арктиці, антарктичні підводні каньйони нагадують каньйони в інших частинах світу, але вони мають тенденцію бути більшими та глибшими через тривалу дію полярного льоду та величезні обсяги осадових порід, що транспортуються льодовиками на континентальний шельф».

Для свого дослідження автори використали другу версію Міжнародної батиметричної карти Південного океану, найповнішу та найдетальнішу карту морського дна у цьому регіоні. Вона використовує нові батиметричні дані високої роздільної здатності та напівавтоматизований метод ідентифікації та аналізу каньйонів, розроблений авторами.

Загалом дослідження описує 15 морфометричних параметрів, які виявляють разючі відмінності між каньйонами Східної та Західної Антарктиди. Деякі з підводних каньйонів, які аналізували вчені, досягають глибини понад 4000 метрів.

«Найвидовищніші з них знаходяться у Східній Антарктиді, яка характеризується складними, розгалуженими каньйонними системами», — зазначає доктор Амблас. «Системи часто починаються з множинних каньйонних голів біля краю континентального шельфу та сходяться в один основний канал, який спускається в глибокий океан, перетинаючи різкі, круті градієнти континентального схилу».

Доктор Ріккардо Арозіо, дослідник з Університетського коледжу Корка, підкреслює важливість виявлених відмінностей: «Було особливо цікаво побачити різницю між каньйонами у двох основних антарктичних регіонах, оскільки це не було описано раніше. Східноантарктичні каньйони більш складні та розгалужені, часто утворюючи обширні каньйонно-канальні системи з типовими U-подібними поперечними перерізами».

Ця морфологічна характеристика свідчить про тривалий розвиток під постійною льодовиковою активністю та більший вплив як ерозійних, так і депозиційних осадових процесів. На противагу цьому, західноантарктичні каньйони коротші та крутіші, характеризуються V-подібними поперечними перерізами.

«Ця морфологічна різниця підтверджує ідею про те, що Східноантарктичний льодовиковий щит виник раніше та зазнав більш тривалого розвитку», — пояснює доктор Амблас. «Це було запропоновано дослідженнями осадових записів, але ще не було описано у великомасштабній геоморфології морського дна».

Технологічний прорив у дослідженні став можливим завдяки високій роздільній здатності нової батиметричної бази даних — 500 метрів на піксель порівняно з 1−2 кілометрами на піксель попередніх карт. Це дозволило застосовувати напівавтоматизовані методи більш надійно для ідентифікації, профілювання та аналізу підводних каньйонів.

«Сила дослідження полягає у поєднанні різних методів, які вже використовувалися у попередніх роботах, але тепер інтегровані в надійний та систематичний протокол», — зазначає доктор Арозіо. «Ми також розробили скрипт для ГІС-програмного забезпечення, який дозволяє нам обчислювати широкий спектр специфічних для каньйонів морфометричних параметрів лише за кілька кліків».

Результати дослідження мають важливе значення для розуміння океанографічних, кліматичних, геологічних та екологічних процесів в Антарктиці. Підводні каньйони відіграють ключову роль у глобальній циркуляції океану та кліматичних процесах, тому детальне картографування цих утворень надає цінну інформацію для кліматичних моделей та прогнозів.

Дослідження також розкриває нові можливості для вивчення морських екосистем Антарктиди. Підводні каньйони створюють унікальні середовища проживання, які підтримують високе біорізноманіття, і детальне розуміння їхньої структури та розподілу може допомогти у збереженні цих вразливих екосистем.

Робота команди представляє значний крок вперед у розумінні підводної геоморфології Антарктиди та встановлює новий стандарт для майбутніх досліджень полярних морських середовищ. Створений каталог стане цінним ресурсом для океанографів, геологів, екологів та кліматологів у всьому світі.