ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ СКОРОСТЕЙ ТЕЧЕНИЯ ЛЬДА В ЮЖНОЙ ЧАСТИ ПОДЛЕДНИКОВОГО ОЗЕРА ВОСТОК

Анализ результатов высокоточных геодезических измерений скоростей движения льда в южной части подледникового озера Восток, выполненный с привлечением данных о высоте поверхности и мощности ледника, плотности ледниковой толщи, аккумуляции снега и скорости нарастания озёрного льда на подошву ледника, позволил получить новую информацию о динамике Антарктического ледникового покрова в районе станции Восток. На основе предположения о стационарном состоянии ледника выполнены балансовые расчёты для восьми произвольно ориентированных створов ледяных потоков, проходящих в данном районе в непосредственной близости от глубокой скважины 5Г. Они позволили оценить среднюю аккумуляцию снега на площади сегментов ледникового покрова, простирающихся от южной части оз. Восток до ледораздела В. Полученные значения оказались весьма близки к современной аккумуляции снега в районе станции Восток. Выполнены детальные исследования линии тока льда VFL, проходящей через станцию Восток на участке от 26-го километра вверх по течению льда и от 12-го километра вниз по течению. Попытка интерпретации полученного набора данных с помощью усовершенствованной модели Реми [19] продемонстрировала несостоятельность последней корректно воспроизвести наблюдаемые изменения скорости движения льда в переходной зоне вблизи линии налегания ледника, соответствующей восточному берегу озера. Вопреки теоретическим ожиданиям, скорость движения поверхности ледникового покрова возрастает при выходе ледника на берег. Результаты проведённого исследования могут быть использованы для дальнейшего совершенствования моделей течения ледникового покрова, используемых для датирования ледяных кернов и палеоклиматической интерпретации полученных при их исследовании данных.

1. Ekaykin A.A., Lipenkov V.Ya., Petit J.R., Masson-Delmott V. 50-years cycle in the changes of accumulation and isotope composition of snow at the Vostok Station. Materialy Glyatsiologicheskikh Issledovaniy. Data of Glaciological Studies. 2003, 94: 163–173. [In Russian].

2. Ekaykin A.A., Shibaev Yu.A., Lipenkov V.Ya., Salamatin A.N., Popov S.V. Glacigeophysical investifations of ice flow line passed the subglacial Lake Vostok. Vklad Rossii v Mezhdunarodny polyarnyi god. Polyarnaya kriosfera i vody sushi. Input of Russia in the International Polar Year. Polar Cryosphere and land water. Moscow – St.-Petersburg: Paulsen, 2011: 48–69. [In Russian].

3. Matveev A.Yu., Fedorov D.V., Grebnev V.P., Lukin V.V., Fritsche M., Richter A., Dietrich R. Highly accurate time series of coordinates received from GNSS observations in Antarctica. I: Geodetic determinations. Geodeziya i kartografiya. Geodesy and Cartography. 2012, 11: 10–20. [In Russian].

4. Fedorov D.V., Schröder L., Egorov A.V., Knöfel C., Brovkov E.V., Richter A., Lukin V.V., Dietrich R. Determination of the ice sheet surface elevation profiles along the inland in Antarctica by kinematic GPS-observations. Led i Sneg. Ice and Snow. 2012, 4 (120): 49–56. [In Russian].

5. Popov S.V., Chernoglazov Yu.B. Subglacial Lake Vostok, East Antarctica: coastal line and surrounding water reservoirs. Led i Sneg. Ice and Snow. 2011, 1 (113): 13–24. [In Russian].

6. Popov S.V., Masolov A.N., Lukin V.V. Subglacial Lake Vostok, East Antarctica: glacier thickness, depth of the lake, subglacial and basic relief. Led i Sneg. Ice and Snow. 2011, 1 (113): 25–35. [In Russian].

7. Bamber J.L., Gomez Dans J.L., Griggs J.A. A new 1 km digital elevation model of the Antarctic derived from combined satellite radar and laser data. Pt. I: Data and methods. The Cryosphere. 2009, 3 (2):101–111.

8. Bell R.E., Studinger M., Tikku A.A., Clarke G.K.C., Gutner M.M., Meertens C. Origin and fate of Lake Vostok water frozen to the base of the East Antarctic ice sheet. Nature. 2002, 416: 307–310.

9. Benveniste J. Towards more efficient use of radar altimeter data. ESA Bulletin. 1993, 76: 64–71.

10. Cuffey K.M., Paterson W.S.B. The Physics of Glaciers. Butterworth-Heinemann, 2010: 693 P.

11. Ekaykin A.A., Lipenkov V.Ya., Kuzmina I.N., Petit J.R., Masson-Delmotte V., Johnsen S.J. The changes in isotope composition and accumulation of snow at Vostok station, East Antarctica, over the past 200 years. Annals of Glaciology. 2004, 39: 569–575.

12. Ekaykin A.A., Lipenkov V.Ya., Shibaev Yu.A. Spatial distribution of the snow accumulation rate along the ice flow lines between Ridge B and Lake Vostok. Ice and Snow. 2012, 4 (120): 122–128.

13. Ewert H., Popov S. V., Richter A., Schwabe J., Scheinert M., Dietrich R. Precise analysis of ICESat altimetry data and assessment of the hydrostatic equilibrium for subglacial Lake Vostok, East Antarctica. Geophys. Journ. International. 2012. doi: 10.1111/j.1365-246X.2012.05649.x

14. Horwath M., Dietrich R., Baessler M., Nixdorf U., Steinhage D., Fritzsche D., Damm V., Reitmayr G. Nivlisen, an Antarctic ice shelf in Dronning Maud Land: geodetic–glaciological results from a combined analysis of ice thickness, ice surface height and ice-flow observations. Journ. of Glaciology. 2006, 52 (176): 17–30.

15. Jouzel J., Petit J.R., Souchez R., Barkov N.I., Lipenkov V.Ya., Raynaud D., Stievenard M., Vassiliev N.I., Verbeke V., Vimeux F. More than 200 meters of lake ice above subglacial Lake Vostok, Antarctica. Science. 1999, 286: 2138–2141.

16. Leonard K., Bell R.E., Studinger M., Tremblay B. Anomalous accumulation rates in the Vostok ice-core resulting from ice flow over Lake Vostok. Geophys. Research Letters. 2004, 31. L24401, doi:10.1029/2004GL021102

17. Lipenkov V.Ya, Salamatin A.N., Duval P. Bubbly-ice densification in ice sheets: II. Applications. Journ. of Glaciology. 1997, 43 (145): 397–407.

18. Pattyn F., De Smedt B., Souchez R. Influence of subglacial Lake Vostok on the regional ice dynamics of the Antarctic ice sheet: a model study. Journ. of Glaciology. 2004, 50: 583–589.

19. Rémy F., Shaeffer P., Legrésy B. Ice flow physical processes derived from ERS-1 high-resolution map of the Antarctica and Greenland ice sheets. Geophys. Joun. International. 1999, 139: 645–656.

20. Richter A., Popov S.V., Dietrich R., Lukin V.V., Fritsche M., Lipenkov V.Ya., Matveev A.Yu., Wendt J., Yuskevich A.V., Masolov V.N. Observational evidence on the stability of the hydroglaciological regime of subglacial Lake Vostok. Geophys. Research Letters. 2008, 35. L11502, doi:10.1029/2008GL033397.

21. Richter A., Fedorov D.V., Dvoryanenko A.K., Popov S.V., Dietrich R., Lukin V.V., Matveev A.Yu., Fritsche M., Grebnev V.P., Masolov V.N. Observation of ice-flow vectors on inner-continental traverses in East Antarctica. Ice and Snow. 2010, 1 (109): 30–35.

22. Richter A., Fedorov D.V., Fritsche M., Popov S.V., Lipenkov V.Ya., Ekaykin A.A., Lukin V.V., Matveev A.Yu., Grebnev V.P., Rosenau R., Dietrich R. Ice flow velocities over subglacial Lake Vostok, East Antarctica, determined by 10 years of GNSS observations // Journ. of Glaciology. 2012; in review.

23. Roemer S., Legrésy B., Horwath M., Dietrich R. Refined analysis of radar altimetry data applied to the region of the subglacial Lake Vostok. Antarctica: Remote Sensing of Environment. 2007, 106: 269–284, doi:10.1016/j.rse.2006.02.026

24. Salamatin A.N., Tsyganova E.A., Popov S.V., Lipenkov V.Ya. Ice flow line modelling and ice core data interpretation: Vostok Station (East Antarctica). Physics of Ice Core Records II. Low temperature science, Supplement issue, 68. Sapporo, Hokkaido University Press, 2009: 167–194.

25. Schutz B. E., Zwally H. J., Shuman C. A., Hanock D., DiMarzio J. P. Overview of the ICESat Mission. Geophys. Research Letters. 2005, 32. L21S01, doi:10.1029/2005GL024009

26. Siegert M. J., Popov S., Studinger M. Vostok Subglacial Lake: A Review of Geophysical Data Regarding Its Discovery and Topographic Setting. Antarctic Subglacial Aquatic Environments. AGU Geophysical Monograph Series. 2011, 192: 45–60.

27. Thoma M., Grosfeld K., Mayer C., Pattyn F. Ice flow sensitivity to boundary processes: A coupled model study in the Subglacial Lake Vostok area. Annals of Glaciology. 2012, 53 (60): 173–180, doi: 10.3189/2012AoG60A009

28. Tikku A.A., Bell R.E., Studinger M., Clarke G.K.C. Ice flow field over Lake Vostok, East Antarctica inferred by structure tracking. Earth Planetary Science Letters. 2004, 227: 249–261, doi:10.1016/j.epsl.2004.09.021

29. Van der Veen C.J. Fundamentals of Glacier Dynamics. Rotterdam: A.A. Balkema, 1999: 462 p.

30. Wendt A., Dietrich R., Wendt J., Fritsche M., Lukin V., Yuskevich A., Kokhanov A., Senatorov A., Shibuya K., Doi K. The response of the subglacial Lake Vostok, Antarctica, to tidal and atmospheric pressure forcing. Geophys. Journ. International. 2005, 161: 41–49, doi:10.1111/j.1365-246X.2005.02575.x

31. Wendt J., Dietrich R., Fritsche M., Wendt A., Yuskevich A., Kokhanov A., Senatorov A., Lukin V., Shibuya K., Doi K. Geodetic observations of ice flow velocities over the southern part of subglacial Lake Vostok, Antarctica, and their glaciological implications. Geophys. Journ. International. 2006, 166: 991–998, doi: 10.1111/j.1365– 246X.2006.03061