Вы, без сомнения, к настоящему времени затоплены угрозой глобального повышения уровня моря. При нынешних расчетных скоростях в одну десятую дюйма каждый год повышение уровня моря может привести к тому, что крупные города, такие как Нью-Йорк, Галвестон и Норфолк, исчезнут под водой в течение следующих 20 лет. Но новое исследование в журнале геофизических исследований показывает, что в таких местах, как Джуно, Аляска, происходит обратное: уровень моря падает примерно на полдюйма каждый год.
Как это могло произойти? Ответ заключается в феномене таяния ледников и качающихся по всей Земле весов, называемом «ледниковой изостатической корректировкой». Возможно, вы этого не знаете, но последний ледниковый период все еще тихо трансформирует поверхность Земли и влияет на все, от продолжительности наших дней до топография наших стран.
В период расцвета ледника, 19 000 лет назад, известного как Последний ледниковый максимум, Земля стонала под тяжестью тяжелых ледяных щитов толщиной в тысячи футов, названия которых не поддаются произношению: ледяной щит Лаврентида, ледяной щит Кордильеры, фенноскандийский ледяной щит и многое другое. Эти огромные куски замерзшей воды прижимаются к поверхности Земли, вытесняя коровые породы и вызывая деформацию и вытекание податливого мантийного вещества под ним, изменяя форму Земли - так же, как ваше дно создает депрессию на диване, если вы долго сидите на нем. довольно. По некоторым оценкам, ледяной покров толщиной около полумили может вызвать углубление глубиной 900 футов - около 83-этажного здания.
Смещенная мантия течет в области, окружающие ледяной покров, в результате чего эта земля поднимается вверх, так как набивка внутри кушетки будет складываться вокруг вашего веса. Эти области, называемые «передними конечностями», могут быть довольно маленькими, но также могут достигать высоты более 300 футов. Например, ледяной покров Лаврентида, который отягощал большую часть Канады и северной части Соединенных Штатов, вызвал подъем в центральных и южных частях США. В других местах древние ледники создали предгорья вокруг дельты Амазонки, которые все еще видны сегодня, хотя лед давно растаял.
Однако доисторические ледяные щиты начали таять около 11 700 лет назад, но все это изменилось. Поверхность начала отскакивать, позволяя мантии возвращаться обратно. Это привело к тому, что земля, которая ранее была утяжелена, например, Glacier Bay Park на Аляске и Гудзонов залив в Канаде, поднялась. Наиболее драматичные примеры подъема можно найти в таких местах, как Россия, Исландия и Скандинавия, где существовали самые большие ледяные щиты. Например, в Швеции ученые обнаружили, что восходящая земля оторвала древнее озеро Маларен от моря, превратив его в пресноводное озеро.
В то же время места, которые когда-то были передними, теперь тонут, так как их больше не выталкивают соседние ледяные щиты. Например, когда Шотландия восстанавливается, Англия ежегодно погружается в Северное море примерно на семь десятых дюйма. Точно так же, когда Канада отскакивает примерно на четыре дюйма каждое десятилетие, восточное побережье США опускается со скоростью примерно три десятых дюйма каждый год, что составляет более половины скорости текущего глобального повышения уровня моря. Исследование, опубликованное в 2015 году, предсказало, что Вашингтон, округ Колумбия, упадет на шесть или более дюймов в следующем столетии из-за коллапса, что может поставить под угрозу памятники и военные объекты страны.
Часть самого драматического подъема найдена в Исландии. (Мартин Де Люсен, Flickr CC BY) Последние оценки показывают, что земля на юго-востоке Аляски растет со скоростью 1, 18 дюйма в год, что намного быстрее, чем предполагалось ранее. Жители уже чувствуют драматические последствия этого изменения. Положительным моментом является то, что некоторые семьи, живущие на побережье, удвоили или утроили свою недвижимость: по мере того как прибрежные ледники отступают, а земля, покрытая льдом, подвергается изостатическому восстановлению, равнинные районы поднимаются и создают «новые» земли, которые могут быть неожиданным благом для семьи, живущие вдоль побережья. Одна семья смогла построить поле для гольфа с девятью лунками на суше, которая только недавно вышла из моря, в статье New York Times, опубликованной в 2009 году. Ученые также отслеживали гравитационное притяжение на острове Рассел, Аляска, и обнаружили, что это с каждым годом ослабевает, когда земля движется дальше от центра Земли.
Поднятие увеличит количество каменистых отложений на участках, ранее покрытых водой. Например, исследователи прогнозируют, что поднятие приведет к высыханию лиманов в аляскинском городе Хуна, что увеличит количество красных водорослей в этом районе, что, в свою очередь, может повредить хрупкие экосистемы. Кроме того, некоторые исследователи обеспокоены тем, что быстрый подъем на Аляске также изменит пищевую экосистему и средства к существованию для ловцов лосося.
В то же время, в заливе Глейшер открывается много новых потоков лосося, говорит Эран Худ, профессор наук об окружающей среде в Университете Аляски. «Поскольку ледники тают и отступают, земной покров быстро меняется, - говорит он. «Многие новые районы становятся лесными. Когда лед отступает, лосось реколонизирует. Это не хорошо или плохо, просто по-другому ».
Скорость поднятия из-за ледяной изостатической корректировки по всему миру; Ожидается, что Антарктида и Канада будут расти больше всего. (Автор: Эрик Айвинс, JPL. [Общественное достояние], через Wikimedia Commons) Хотя это и не так заметно, все изменения, вызванные таянием ледников и перемещением мантии, также приводят к драматическим изменениям вращения Земли и веществ под земной поверхностью.
По мере таяния наших гигантских ледников континенты к северу быстро теряли вес, вызывая быстрое перераспределение веса. Недавние исследования ученых НАСА показывают, что это вызывает явление, называемое «истинным полярным блужданием», когда неравномерное распределение веса на Земле заставляет планету наклоняться вокруг своей оси, пока она не обретет равновесие. Наши северный и южный полюсы движутся к суше, которая сжимается быстрее всего, когда смещается центр вращения Земли. Ранее Северный полюс дрейфовал в направлении Канады; но с 2000 года он смещается в сторону Великобритании и Европы со скоростью около четырех дюймов в год. Ученым еще не пришлось менять фактическое географическое положение Северного полюса, но это может измениться через несколько десятилетий.
Перераспределение массы также замедляет вращение Земли. В 2015 году Гарвардский геофизик Джерри Митровица опубликовал исследование в журнале Science Advances, в котором показано, что таяние ледников заставляет массу океана скапливаться вокруг центра Земли, замедляя вращение Земли. Он сравнил это явление с вращающимся фигуристом, вытягивающим руки, чтобы замедлить себя.
Ледниковое таяние может также пробудить дремлющие землетрясения и вулканы. Крупные ледники подавляли землетрясения, но согласно исследованию, опубликованному в 2008 году в журнале Earth and Planetary Science Letters, по мере того, как Земля восстанавливается, понижательное давление на плиты снижается, и шаткие ранее существовавшие разломы могут вновь активизироваться. На юго-востоке Аляски, где поднятие поднято наиболее широко, Тихоокеанская плита скользит под североамериканской плитой, вызывая большое напряжение. Исследователи говорят, что ледники ранее подавляли это напряжение, но отскок позволяет этим пластинам снова столкнуться друг с другом. «Бремя ледников удерживало небольшие землетрясения от снятия тектонического стресса», - говорит Эрик Айвинс, геофизик из Лаборатории реактивного движения НАСА.
Таяние ледников также может уступить место землетрясениям в середине плит. Одним из примеров этого явления является серия землетрясений в Новом Мадриде, которые потрясли Среднего Запада в 1800-х годах. В то время как многие землетрясения происходят на линиях разломов, где две отдельные плиты скользят друг на друга, ученые предполагают, что землетрясения в районе Нового Мадрида произошли в месте, где когда-то хотела прорваться горячая расплавленная порода под земной корой, но она была подавлена весом массивных ледяных щитов. Однако теперь, когда ледяные щиты растаяли, мантия снова может пузыриться.
Ученые также обнаружили связь между дегляциацией и оттоком магмы с Земли, хотя они не уверены, почему одно вызывает другое. За последние пять лет в Исландии произошло три крупных извержения вулканов, что является необычным для этого района. Некоторые исследования показывают, что вес ледников подавлял вулканическую активность, и недавнее таяние в 20-30 раз чаще вызывает вулканические извержения в таких местах, как Исландия и Гренландия.
Странствующие полюса: до недавнего времени земная ось медленно двигалась в сторону Канады, как показано на этом рисунке; теперь таяние льда и другие факторы смещают ось Земли в сторону Европы. (NASA / JPL-Калифорнийский технологический институт) Большая часть тайны, относящейся к древним ледникам, до сих пор не разгадана. Ученые все еще пытаются создать точную модель ледникового изостатического приспособления, говорит Ричард Сней, ведущий автор последнего исследования в журнале геофизических исследований . «С начала 90-х годов существует такое программное обеспечение для измерений долготы и широты, но вертикальные измерения всегда были трудными», - говорит Сней. Он и его коллеги разработали новые уравнения для измерения изостатической регулировки, основанные на сложном наборе моделей, впервые опубликованном Диком Пельтье, профессором Университета Торонто. Модели Пельтье учитывают не только вязкость мантии, но и прошлые истории уровня моря, данные со спутников, в настоящее время вращающихся вокруг Земли, и даже древние записи, переведенные из вавилонских и китайских текстов. «Мы пытаемся взглянуть на историю оледенения как функцию времени и упругости глубокой земли», - говорит Пельтье. «Теория продолжает совершенствоваться. Одной из основных задач этой работы является описание эффектов, которые происходят сегодня в земной системе, которые происходят в результате последнего ледникового периода тысячи лет назад ».
Помимо всех неизвестных, исследователи также не знают точно, как на этот доисторический процесс будут влиять текущие модели глобального потепления, которое ускоряет таяние ледников с беспрецедентной скоростью. На Аляске глобальное потепление означает меньше снега зимой, говорит Худ.
«Здесь гораздо более высокие темпы потери льда по сравнению со многими регионами мира», - говорит он. «Отпечаток человека в результате глобального потепления только усугубляет проблемы и увеличивает скорость ледникового изостатического регулирования».
И хотя эффекты могут варьироваться от города к городу (местный уровень моря может повышаться или понижаться), очевидно, что последствия драматические, где бы они ни были. Хотя многие ледники уже давно исчезли, ясно, что вес их присутствия все еще сохраняется на Земле и в нашей жизни.
