В МФТИ предположили, что потепление в Арктике вызвано серией мегаземлетрясений

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: 1920–1930-е годы и начавшийся в 1980 году и продолжающийся сейчас.

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 двух тысяч 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.  Первая серия — сильнейшее землетрясение магнитудой 8,0 было зафиксировано в 1899 году в восточной части Алеутской дуги, в 1906 году было еще два сильнейших землетрясения в западной части дуги с магнитудами 8,3 и 8,4.

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. Обе серии землетрясений 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 ста 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 две тысячи 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.

ФизТех

405 статей

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.

Показать больше