Когда замерзают озёра и реки, образуется два слоя льда: белый и чёрный. Белый лёд непрозрачный, с большим количеством пузырьков воздуха и мелких кристаллов, поэтому менее прочный. Чёрный лёд, наоборот, прозрачный и плотный, с крупными кристаллами и малым количеством воздушных карманов, поэтому гораздо прочнее.

Профессор Сапна Шарма из Йоркского университета говорит, что качество льда очень важно. От него зависит безопасность людей и то, сколько света будет проходить подо льдом для жизни под замёрзшими озёрами.

Джошуа Калпеппер, ведущий автор и постдоктор Йорка, отмечает, что непредсказуемая и более тёплая зимняя погода приводит к образованию тонких слоёв чёрного льда или толстого слоя белого льда. Эти факторы могут создать опасные условия для людей, которые занимаются зимними видами спорта и используют лёд в качестве дороги.

Мы знаем, что озёрный лёд образуется позже и разрушается раньше. Это значит, что он покрывает водоёмы на более короткий срок. Наше исследование было посвящено изучению свойств льда: как он меняется со временем?

Лёд может выглядеть прочным, но иногда это впечатление обманчиво. Калпеппер предупреждает, что такой лёд недостаточно толстый и крепкий.

10 см больше не являются золотым правилом

Толщина льда не всегда говорит о его надёжности. Если белого льда много, а чёрного мало, то лёд может оказаться недостаточно прочным и человек провалится. Это опасное сочетание.

Шарма рекомендует людям, которые хотят выйти на лёд, измерить его толщину. Она должна быть не меньше 10 сантиметров. Но из-за изменения климата белого льда становится больше, поэтому Шарма советует увеличить рекомендуемую толщину как минимум до 20 сантиметров, если слой чёрного льда тонкий.

Чёрный лёд прозрачный и без слякоти. Ходить по нему безопасно. Шарма также советует ходить по льду с кем-то или группой.

На тонком льду

Недостаточное внимание к толщине льда приводит к гибели людей.

В Канаде за прошлый год в провинции Онтарио под тонкий лёд провалились и погибли шесть человек, включая нескольких подростков. В этом же месте в феврале погибли ещё двое.

В Финляндии только за первые два месяца года из-за тонкого льда погибли четыре человека. В среднем каждый год тонет 18 человек.

Исследование Шармы за 2020 год показало, что проваливание под лёд широко распространено по всему Северному полушарию. Удивительно, но больше всего утонувших на душу населения — в северной части Канады, где холоднее всего.

Из-за быстрого потепления в Арктике экстремально холодные ледяные районы становятся менее надёжными для транспорта.

Для грузовиков требуется 100 см чёрного льда, но его всё больше сменяет белый лёд, который примерно в два раза менее прочен. Без адаптации к новым условиям можно потерять от 95 до 99 процентов инфраструктуры зимнего ледового транспорта. Это значит, что зимой удалённые населённые пункты могут остаться без продуктов питания, медикаментов и других припасов.

Несезонная зимняя погода

Из-за опасно тонкого льда Калпеппер и его соавторы были вынуждены прекратить ледовые измерения на озёрах Симко и Пэйнт в регионе Мускока.

Количество осадков изменилось из-за не по сезону тёплой погоды, что создаёт небезопасные условия на льду водоёмов. Прочность и толщина льда могут меняться из-за потепления, дождя и даже снега.

Шарма и Калпеппер рекомендуют проверять сводки погоды за последний месяц.

Озерный лед обладает памятью, — говорит Шарма.

Все погодные колебания хранятся во льду. Если температура в течение определённого времени была выше 0 °C, шёл дождь или было очень солнечно, всё это может повлиять на безопасность льда для человека.

Подо льдом

Ухудшение качества льда влияет на жизнь в водоёме: количество питательных веществ для рыб и других водных обитателей уменьшается. Фитопланктону, которому нужен свет для фотосинтеза, тоже не хватает питания из-за белого льда, который частично блокирует свет. Это угрожает экосистеме.

Калпеппер считает, что их исследование – одно из немногих, рассматривающих качество озёрного льда. При этом такой лёд сильно меняется.

По его словам, необходимо регулярно измерять качество льда в Северном полушарии, включая толщину чёрного и белого льда.

Работа опубликована в журнале Nature Reviews Earth and Environment.