30 сентября 2021

Глобальное потепление деформирует земную кору сильнее, чем считалось ранее

Ученые из Гарвардского университета (США) обнаружили, что таяние больших масс льда по всему миру деформирует земную кору на гораздо больших расстояниях, чем предполагалось ранее. Результаты были недавно опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.

В период с 1984 по 2017 год Земля потеряла около 28 триллионов тонн льда из-за глобального потепления атмосферы и океана. Это отступление происходит все более быстрыми темпами, которые в настоящее время оцениваются в 1200 млрд. тонн в год. Вместе с тепловым расширением воды таяние льда является основным фактором повышения уровня моря.

Менее тривиальным следствием этого крупного переноса массы с континентов в океаны является то, что он приводит к значительной деформации земной коры, вытесняемой вязкоупругой мантией, которая лежит в ее основе. Хотя это явление известно уже давно, последние работы показали, что оно организовано в гораздо больших пространственных масштабах, чем считалось ранее. Деформации земной коры, связанные с потерей массы ледяной шапки Гренландии, относятся к 2003 и 2018 гг. Цвета указывают на изменение высоты, а стрелки указывают на горизонтальные движения.

Проанализировав спутниковые данные за период с 2003 по 2018 год, исследователи обнаружили, что земная кора восстанавливалась, как и ожидалось, там, где происходили большие потери массы. Однако они также обнаружили, что земная кора подвергается горизонтальной деформации на расстоянии до нескольких тысяч километров. Например, таяние Гренландского ледяного щита и некоторых арктических ледников вызывает горизонтальный дрейф на очень большой части Северного полушария. В Европе, США и Канаде этот дрейф достигает трех сантиметров в десятилетие. То же, что и предыдущий рисунок, но для потери массы, наблюдаемой в Антарктиде за период 2003-2013 гг.

Чтобы лучше предвидеть скорость и масштабы будущей потери льда, необходимо детальное рассмотрение деформации земной коры. Изменяя высоту и рельеф горных пород, на которых покоятся ледяные шапки и ледники, эти деформации могут повлиять на будущую потерю массы.

"В некоторых частях Антарктиды, например, отскок коры меняет наклон коренной породы подо льдом, и это может повлиять на динамику ледяного покрова", — отмечает Софи Коулсон, ведущий автор исследования.

"Работа Софи важна, потому что она впервые показывает, что недавняя потеря массы ледяных шапок и ледников вызывает трехмерное движение [твердой] поверхности Земли, которое по величине и пространственным масштабам больше, чем было установлено ранее", — говорит Гленн Антони Милн, профессор наук о Земле в Университете Оттавы (Канада), который не принимал участия в исследовании.

"Понимание всех факторов, вызывающих движение земной коры, действительно важно для широкого круга проблем науки о Земле", — говорит Коулсон. "Например, для точного наблюдения за тектоническими движениями и сейсмической активностью нам нужно уметь отделять порожденные движения от тех, которые связаны с современной потерей массы льда".