Качество озерного льда имеет первостепенное значение для ледовой безопасности и экологии озера подо льдом, но его временная и пространственная изменчивость в значительной степени неизвестна. В 2021-2022 годах международная исследовательская группа во главе с исследователем IGB Хансом-Петером Гроссартом провела скоординированную кампанию по отбору проб качества озерного льда по всему Северному полушарию во время одной из самых теплых зим с 1880 года.

Команда, возглавляемая шведским университетом Уппсалы, смогла показать, что озерный лед в этот период обычно состоял из нестабильного белого льда, на долю которого порой приходилось до 100% от общей толщины льда.

Озерный лед может иметь разные качества, и вы можете определить разницу, просто взглянув на цвет: есть белый лед и черный лед. По сравнению с черным льдом белый лед более неустойчив и обладает меньшей несущей способностью, что делает его рискованным для транспортировки, отдыха или других целей. Кроме того, известно, что белый лед значительно уменьшает количество солнечного света, проникающего сквозь лед. Это угрожает росту и размножению всех организмов, осуществляющих фотосинтез, и, таким образом, вся пищевая сеть может быть нарушена или работать со сбоями.

Белый лед, вероятно, станет более распространенным явлением в будущем

"В ходе кампании по отбору проб IceBlitz мы взяли 167 ледяных кернов в десяти разных странах. В январе на большинстве озер был тонкий слой белого льда, который затем постепенно покрывал весь ледяной покров. В период до таяния льда белый лед был преобладающим типом льда на большинстве озер, которые мы брали пробы", - объяснил исследователь IGB Ханс-Петер Гроссарт, который принимал участие в исследовании.

Белый озерный лед обычно образуется, когда снег скапливается на льду, тает и снова замерзает. Или, когда дождь падает на слой снега и образует слякоть, которая впоследствии может замерзнуть и превратиться в белый лед. Аналогично, когда снеговая нагрузка достаточна, чтобы вытеснить озеро через трещины в ледяной матрице на поверхность льда. Все это происходит в первую очередь, когда температура воздуха колеблется около нуля.

Устойчивость льда снижается

"При продолжающемся глобальном потеплении распространенность белого льда в критический период перед таянием, вероятно, значительно возрастет. В школе нас учат, что ходить по льду можно, если толщина льда составляет 10 сантиметров и более. Мы подсчитали, что 10 сантиметров льда в условиях черного льда выдерживают нагрузку в 1753 килограмма, в то время как в условиях белого льда они могут выдержать нагрузку только до 175 килограммов. Таким образом, различия в стабильности льда очень велики. Поскольку несущая способность белого льда относительно невелика, увеличение доли белого льда может поставить под угрозу использование покрытых сезонным льдом озер для получения средств к существованию, отдыха, транспорта и других целей", - предупредил профессор Геса Вейхенмейер, ведущий автор исследования из Университета Уппсалы.

Пропускание света через белый лед и воздействие на окружающую среду

Белый лед имеет коэффициент отражения во много раз выше, чем черный лед, поэтому сквозь белый лед проникает лишь небольшое количество света. Условия низкой освещенности весной, вызванные белым ледяным покровом и снегом на льду, имеют решающее значение для развития первичных производителей и потребителей, поскольку их рост и размножение зависят от освещения. Хотя организмы выработали множество стратегий выживания, изменения в фотоавтотрофном сообществе, вызванные снегом и белым льдом, оказывают каскадное воздействие на пищевую сеть со значительными последствиями для популяций микробов, зоопланктона и рыб.

"Необходимо обновить руководящие принципы безопасности на льду, и толщину белого льда также необходимо рассматривать как важный регулятор физических, химических и биологических процессов в озерах", - заключил Вейхенмейер.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.