Ученый из МФТИ предложил новое объяснение быстрому потеплению в Арктике. Оно может быть вызвано геодинамическим фактором — серией крупных землетрясений. Статья опубликована в журнале Geosciences.
Глобальное потепление — одна из актуальных проблем цивилизации. Считается, что основной причиной потепления является деятельность человека, в результате которой повышается концентрация парниковых газов в атмосфере. Однако антропогенный фактор не объясняет скачкообразные, резкие увеличения температуры.
В Арктике одной из причин повышения температуры считается выделение метана из газогидратов и мерзлых пород в шельфовой зоне. В истории наблюдений за климатом Арктического региона есть два периода резкого повышения температуры: 20–30-е годы прошлого века и начавшийся в 1980 году и продолжающийся сейчас.
Изменение аномалий температуры воздуха в Арктике с 1900 г. (данные Арктического и антарктического научно-исследовательского института). Толстыми красными линиями обозначены фазы резкого потепления. Источник: Geosciences
Леопольд Лобковский, академик РАН и заведующий лабораторией геофизических исследований Арктики и континентальных окраин мирового океана МФТИ, предположил, что эти скачки могут быть вызваны геодинамическими причинами — серией мегаземлетрясений в Алеутской дуге, самой близкой к арктическому региону сейсмически активной зоне.
Чтобы проверить свою гипотезу, Леопольду Лобковскому нужно было ответить на три вопроса. Во-первых, согласуются ли даты серий сильнейших землетрясений и скачков температуры. Во-вторых, каков механизм передачи возмущений литосферы от Алеутской дуги в зону арктического шельфа, разделенных расстоянием более 2000 километров. В-третьих, каким образом эти возмущения увеличивают выделение метана.
Чтобы ответить на первый вопрос, достаточно было проанализировать исторические данные. Оказалось, что в Алеутской дуге в прошлом столетии действительно имели место две серии сильнейших землетрясений*. Обе произошли примерно за 15–20 лет до начала резкого увеличения температуры.
Ответ на второй вопрос дала модель, описывающая распространение особых возмущений литосферы — тектонических волн — с подходящей скоростью: около 100 километров в год. Такая скорость согласуется с временной задержкой между сериями землетрясений и началом периодов резкого роста температурных аномалий: возмущению нужно было около 15–20 лет, чтобы пройти расстояние 2000 километров.
В качестве ответа на третий вопрос ученый предложил такое объяснение: волны возмущения литосферы, приходя в зону шельфа, создают дополнительные небольшие напряжения в литосфере. Эти напряжения вызывает разрушение внутренней структуры мерзлых пород и метастабильных газогидратов, в которых содержится метан в запертом состоянии. В результате происходит высвобождение метана и его эмиссия в водную толщу и атмосферу, что и приводит к повышению температуры в регионе из-за парникового эффекта.
«Есть четкая корреляция между сильнейшими землетрясениями в Алеутской дуге и фазами потепления климата, существует механизм физической передачи напряжений в литосфере с нужной скоростью, который создает условия для высвобождения метана на шельфе. Дополнительные напряжения разрушают газогидраты и мерзлые породы, высвобождая метан. Три составляющих этой концепции вполне логичны и поддаются математическому и физическому обоснованию. А сама концепция успешно объясняет конкретный факт — быстрый рост температурных аномалий в Арктике, который не объяснялся в ранее существующих моделях», — говорит Леопольд Лобковский.
По словам ученого, дальше предложенная модель будет развиваться и обсуждаться. Предстоит большая работа в подтверждение или опровержение этой точки зрения.
Работа выполнена в МФТИ при поддержке РНФ 20-17-00140.
Вторая серия: в 1957 году произошло сильнейшее землетрясение с магнитудой 8,6, затем, в 1964 году — Аляскинское землетрясение с магнитудой 9,3. И в 1965 году произошло землетрясение с магнитудой 8,7 в западной части Алеутской дуги. Это были сильнейшие землетрясения, каждое из которых имело протяженность очага в несколько сотен километров.
