Ледник может быть толщиной в сотни или тысячи метров, а его нижняя поверхность скрыта от прямого взгляда. Бурить скважины дорого и трудоёмко, поэтому учёные чаще посылают в лёд волны и измеряют их отражение, либо рассчитывают глубину по косвенным признакам. Эти подходы дают разную точность: одни показывают границу льда и ложа почти напрямую, другие восстанавливают её по физической модели.
| Место | Метод | Что измеряют |
|---|---|---|
| 5 | Гравиметрическая съёмка | Изменение силы тяжести над массами льда и пород |
| 4 | Спутниковая высотная съёмка и моделирование | Высоту поверхности, скорость течения и вероятное ложе |
| 3 | Пассивная сейсмика | Колебания, отражённые от подледного рельефа |
| 2 | Сейсмическое профилирование | Время прохождения искусственно созданной волны |
| 1 | Радиолокационное зондирование | Отражение радиоволн от нижней границы ледника |
5. Гравиметрическая съёмка
Гравиметр регистрирует очень небольшие изменения силы тяжести. Под толстым льдом сигнал зависит и от толщины ледника, и от плотности пород, поэтому одна цифра прибора не превращается в готовую карту глубины. Исследователи сопоставляют измерения с геологическими данными и вычислительной моделью. Метод особенно полезен там, где обычная радиолокация работает хуже или нужно проверить картину, полученную другими способами. Его слабая сторона – неоднозначность: похожее гравитационное отклонение могут создавать разные сочетания льда и подстилающих пород.
4. Спутниковая высотная съёмка и моделирование
Спутниковый альтиметр измеряет высоту поверхности, а не толщину льда напрямую. Радио- или лазерный импульс отражается от верхней границы, и по времени возврата вычисляют её высоту. Чтобы оценить толщину, эти данные объединяют с картой ложа, скоростью движения льда и уравнениями сохранения массы. Такой расчёт позволяет покрывать огромные площади, но результат зависит от качества исходных карт и предположений о поведении ледника. Поэтому спутниковую модель проверяют по полевым профилям, а её оценку нельзя путать с прямым измерением границы у дна.
3. Пассивная сейсмика
В пассивной сейсмике исследователи не создают ударный сигнал, а записывают естественные колебания, которые возникают в леднике и окружающей среде. По характеру волн и времени их прихода можно восстанавливать глубину и форму подледного ложа. Такой подход изучают как способ картирования труднодоступных, сильно растрескавшихся участков, где тяжело прокладывать обычные приборные профили. Метод требует сложной обработки и хорошего понимания местных условий; его результаты лучше работают в сочетании с другими наблюдениями, а не как самостоятельная линейка.
2. Сейсмическое профилирование
При активном сейсмическом профилировании на поверхности создают контролируемый импульс, например небольшим ударом, а датчики записывают волны, отражённые от внутренних слоёв и ложа. Зная скорость распространения волн в среде, специалисты оценивают глубину отражающей границы. Метод даёт полезную информацию о строении льда и пород, но сейсмическая скорость зависит от состава и состояния материала. Поэтому для надёжной интерпретации нужны несколько измерений и сопоставление с геологией. В отличие от пассивного варианта, здесь источник сигнала задаёт исследователь.
1. Радиолокационное зондирование
Радарное зондирование посылает радиоволны в толщу льда и регистрирует эхо от границ, где меняются свойства материала. Если прибор различает отражения от поверхности и ложа, время между ними позволяет вычислить толщину. Радар можно вести по земле, на самолёте или на специальной платформе; воздушная съёмка помогает покрывать большие ледяные щиты, а наземная – подробно изучать отдельный ледник. Сигнал ослабевает в тёплом или влажном льду, а трещины и сложное ложе усложняют чтение профиля. Тем не менее этот метод остаётся наиболее прямым и широко используемым для измерения подледной границы.
Самые убедительные карты толщины появляются не из одного прибора. Радар даёт профиль, сейсмика и гравиметрия проверяют сложные участки, а спутники показывают изменения поверхности на масштабе всего ледника. Сочетание измерений отделяет наблюдаемую глубину от расчётной оценки.