mileme: Наука

За последние 25 лет Антарктида потеряла более 3 триллионов тонн льда. При этом потеря льда за последние 5 лет резко увеличилась. О таких выводах говорится в одном из самых масштабных исследований состояния ледяного покрова этого континента. Работа проводилась международной группой из 84 ученых, проанализировавших данные, собранные в рамках спутниковых наблюдений с 1992 по 2017 год.

Исследователи обнаружили, что ледяной континент в настоящий момент теряет свои запасы льда в три раза быстрее, чем он это делал до 2012 года. Уровень ежегодной потери оценивается в более чем в 241 миллиард тонн. При этом общий объем потери запасов антарктического льда за последние 25 лет повысил уровень Мирового океана примерно на 8 миллиметров. Более того, на последние 5 лет приходится около 40 процентов этого роста (около 3 мм).
Повышение уровня Мирового океана на несколько миллиметров на первый взгляд не кажется впечатляющим событием, но ровно до той поры, если не вспоминать результаты предыдущих исследований, которые утверждали, что глобальное изменение климата никак не скажется на снижении объема ледяного покрова Антарктиды. Новые же данные указывают на то, что ледяная шапка континента не такая уж и устойчивая к климатическим изменениям (речь в первую очередь о потеплении), и поэтому нам следует пересмотреть прогнозы относительно ее потенциала воздействия на уровень Мирового океана. Предварительный анализ, проведенный международной группой ученых, говорит о том, что при таянии всего льда Антарктиды уровень Мирового океана может повыситься на 58 метров.
Отчет ученых был опубликован 13 июня в журнале Nature Research и стал одним из пяти докладов о состоянии Антарктиды, опубликованных одновременно. В совокупности эти исследования затрагивают как прошлое, так и нынешнее состояние континента для определения уровня воздействия этих изменений на глобальные климатические изменения. Кроме того, здесь же рассматриваются вопросы, затрагивающие роль человеческой деятельности на континенте, и обсуждаются варианты защиты экологии и геологии.

Лед тронулся

«Для своего исследования ученые отобрали три типа данных, полученных в результате спутниковых наблюдений за изменением обстановки на континенте», — рассказывает соавтор работы Эндрю Шеперд из Лидского университета (Великобритания).
С помощью спутников, оснащенных альтиметрами, ученые получили данные о толщине льда, содержащемся в Антарктиде. С помощью других спутников были получены данные о скорости ледниковых выбросов в океан. Третий тип данных позволил рассчитать уровень гравитации создаваемой сушей, а также выяснить общий вес ледяной шапки Антарктиды.
Каждый из этих методов по отдельности имеет ряд ограничений. Например, определенные факторы, такие как вариативность объема выпавшего снега, лежащего на ледяной шапке, или изменение в составе пород, находящихся подо льдом, могут повлиять на спутниковые измерения. Однако при сочетании всех трех методов, объясняет Шеперд, исследователи смогли отделить факторы, которые мешали определению состояния льда Антарктиды.
«Спутниковые измерения показали нам, что ледяной слой гораздо более динамичен, чем все мы привыкли считать», — говорит ученый.
«Если взглянуть на первый отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), представленный 30 лет назад, еще до того, как мы начали проводить спутниковые исследования полярных регионов, то вы увидите, что ученые даже не рассматривали возможность ледяных шапок каким-либо образом отвечать на глобальные климатические изменения. Долгое время в гляциологии (науке о природных льдах) принимался как должное тезис о том, что ледяной покров не может быстро изменяться. Но, как показывает наше исследование, это оказалось заблуждением», — отмечает Шеперд.

Результаты исследования, опубликованные агентством NASA в 2015 году, предупреждали о высокой вероятности раскола антарктического ледяного шельфа Ларсен B на сотни айсбергов до конца этого десятилетия
В общей сложности из Антарктиды за исследуемый 25-летний период исчезло 3 триллиона тонн льда. Только в прошлом году от ледникового шельфа Ларсен С откололся айсберг весом более 1 триллиона тонн – один из крупнейших в истории – и площадью в половину острова Ямайка.
Наибольшее изменение уровня ежегодных потерь антарктического льда, наблюдавшееся в западной части континента, произошло к 2012 году. Так, объем потери льда, составлявший ежегодно 58 миллиардов тонн, за последние 5 лет стремительно увеличился до 175 миллиардов тонн, сообщают исследователи. В то же время ежегодный объем потери льда антарктического полуострова, составлявший 7 миллиардов тонн в период с 1992 по 2012 год, увеличился до 36 миллиардов тонн с 2012 по 2017 год. В основном из-за разрушения шельфовых ледников.

C ускоренным темпом

Антарктида круглый год покрыта льдом, но ее ледяные шапки на протяжении многих тысяч лет в рамках ежегодных циклов то сокращаются, то увеличиваются. Подсказки из геологических записей говорят о том, что климатические изменения сокращают объемы льда Антарктиды и при этом делают это гораздо быстрее, чем это происходило при естественных обстоятельствах в прошлом.
Древние ледяные пласты оставляют на земле, на которой они лежат, признаки своего присутствия в прошлом. По этим признакам ученые могут определять, где именно ранее находились уже растаявшие ледники. Делается это в рамках наблюдений за морским дном вокруг западной части континента. Здесь содержатся подводные остатки ледников, указывающие на то, где именно они находились в прошлом, объясняет Шеперд.
Все эти признаки позволяют ученым оценить темпы отступления антарктического льда. В прошлом между ледниковыми циклами ежегодный показатель составлял около 50 метров. Однако современные наблюдения говорят о том, что скорость убывания льда увеличилась более чем в 20 раз и теперь ежегодно составляет около 1 километра.

Ученые из австралийского Института медицинских исследований Гарвана сообщили об открытии в клетках человеческого организма необычных структур ДНК – i-мотивов (intercalated-motif, или i-motif). Как сообщается в работе, опубликованной в журнале Nature Chemistry, ранее подобные структуры удавалось получить только в лабораторных условиях, а в живых клетках они были обнаружены впервые.

Наиболее распространенная форма ДНК представляет собой двойную цепь, состоящую из закрученных по винтовой линии и ориентированных друг к другу четырьмя азотистыми основаниями: аденином, гуанином, тимином и цитозином. При этом в двойной спирали азотистые основания одной цепи соединяются с основаниями противоположной цепи исключительно в строгом соответствии. Например, аденин соединяется только с тимином соседней цепи, а гуанин — только с цитозином.
Однако структура i-мотива представляет собой четырехцепочечный узел, где тот же цитозин «сплетается» с цитозином на той же цепи.

Впервые о подобной структуре ДНК стало известно в 90-х годах, когда ученым удалось получить i-мотивы искусственным путем в лабораторных условиях. Ученые вообще сомневались в том, что i-мотивы смогут существовать в клетках живых существ, потому как наиболее пригодной средой для них оказалась кислая среда, нехарактерная для организма того же человека.
Чтобы их обнаружить, австралийские исследователи создали специальную молекулу антитела, которая может распознавать и прикрепляться к таким узлам. Подсветив ее флуоресцентными методами, ученые смогли увидеть, где и когда в ДНК появляются узловые структуры.
«Сильнее всего мы удивились, когда увидели, что зеленые участки — i-мотивы — появляются и исчезают время от времени. Так мы узнали, что они формируются, разрушаются и возникают вновь», — комментирует один из авторов работы Махди Зераати.
Ученые выяснили, что узлы формируются на завершающем этапе фазы G1 (первой из четырех фаз жизненного цикла клетки). В это время клетка увеличивается в размерах и синтезирует РНК и белки, необходимые для синтеза ДНК. Чаще всего i-мотивы появляются в промоторных участках, которые отвечают за интенсивность экспрессии генов в клетке.
Точная функция i-мотивов ученым пока непонятна. Но согласно одному из предположений, эти узлы могут участвовать в регулировании активности генов, помогая «включать» или «отключать» отдельные гены и влиять на то, активно читается ген или нет.