Планета теряет воду — и поднимается: Южная Африка растёт на миллиметры в год — тревожный сигнал

Учёные зафиксировали в Южной Африке странное явление — земля медленно поднимается. Сначала казалось, что причина в глубинных процессах мантии, но недавнее исследование показало: континент реагирует на нехватку воды. Этот феномен помогает по-новому взглянуть на проблему засух и их влияние на планету.

Когда земля "дышит"

На протяжении десятилетий геофизики объясняли такие подвижки земной коры активностью мантии. Однако команда из Боннского университета представила альтернативное объяснение: подъем связан с обезвоживанием поверхности. Данные спутников и GPS показали, что суша действительно приподнимается на два миллиметра в год, и это совпадает с годами сильнейших засух.

"Эти данные показывают, что в период с 2012 по 2020 год средняя высота над уровнем моря увеличилась на шесть миллиметров", — пояснил доктор Макан Карегар.

Как GPS раскрывает тайны Земли

У Южной Африки есть редкое преимущество — густая сеть GNSS-станций TrigNet. С их помощью учёные отследили едва заметное вертикальное движение почвы. С 2000 по 2021 год данные с 88 станций показали устойчивый рост уровня поверхности. После тщательной фильтрации сигналов с помощью сингулярного спектрального анализа удалось отделить реальные тренды от шума.

Большинство точек наблюдения показали подъем с начала 2010-х. Анализ показал, что этот процесс совпадает с циклами засух и изменениями уровня грунтовых вод.

Механизм "губки": почему суша поднимается

Когда земля насыщена влагой, она становится тяжелее. При потере воды — из почвы, рек и подземных горизонтов — нагрузка уменьшается, и кора поднимается, как губка, из которой выдавили воду.

"Во время засухи из-за испарения воды земля может немного приподняться — это отражает потерю массы", — пояснил Кристиан Мильке.

Используя данные со спутников NASA GRACE и гидрологические модели GLDAS-Noah и GLWS, исследователи подтвердили: в регионах, где исчезли запасы влаги, земля действительно "вздохнула".

Где земля растёт быстрее всего

Самое заметное поднятие зафиксировано в Западно-Капской провинции, Гаутенге и Лимпопо. Там в годы засухи (2015-2017) уровень суши поднялся сильнее всего — из-за потери массы воды, эквивалентной десяти сантиметрам водного слоя. Станции GNSS вокруг Кейптауна и Йоханнесбурга показали синхронные пики.

Такие данные особенно ценны для страны, страдающей от нехватки пресной воды. Теперь по движениям земной поверхности можно оценивать масштабы потери влаги и даже прогнозировать кризисы водоснабжения.

Сравнение: геодинамическое и гидрологическое влияние

Исследование показало, что гидрологические эффекты сегодня влияют на земную кору сильнее, чем мантийные силы.

Советы шаг за шагом: как технологии помогают следить за водой

1. Укрепление сети GNSS. Чем плотнее покрытие, тем точнее мониторинг засух.

2. Интеграция спутниковых данных GRACE. Они показывают, как меняется масса воды на континентах.

3. Использование гидрологических моделей. Программы GLDAS и GLWS позволяют учитывать осадки, испарение и уровень водоносных горизонтов.

4. Публичный доступ к данным. Такие системы помогают органам власти планировать водные резервы.

5. Международное сотрудничество. Африканский центр мониторинга засух при ООН и проект ESA ANIN уже объединяют данные разных стран.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: полагаться только на погодные показатели при оценке засухи.
  Последствие: недооценка масштабов потери подземных вод.
  Альтернатива: использовать GPS-мониторинг и спутниковые модели.

• Ошибка: считать, что подъем земли связан с тектоникой.
  Последствие: неверная интерпретация климатических процессов.
  Альтернатива: учитывать циклы Эль-Ниньо и Ла-Нинья.

• Ошибка: игнорировать сигналы деформации коры.
  Последствие: отсутствие раннего предупреждения о засухе.
  Альтернатива: расширять сеть GNSS и анализировать данные в реальном времени.

А что если…

Если рассматривать подъем суши как реакцию планеты, он становится сигналом тревоги. Каждое движение вверх говорит о потере влаги. Такие данные позволяют не просто наблюдать, а прогнозировать будущие кризисы — от падения урожая до перебоев с водоснабжением.

Плюсы и минусы метода GNSS

FAQ

Можно ли применять этот метод в других странах?
Да, аналогичные исследования уже проводятся в США, Индии и Австралии.

Почему GNSS лучше спутниковых наблюдений?
GPS фиксирует микроскопические движения земли, включая скрытые изменения грунтовых вод.

Как эти данные помогают бороться с засухой?
Они позволяют оценить реальный объём потери влаги и заранее планировать распределение ресурсов.

Мифы и правда

Миф: земля поднимается из-за тектоники.
Правда: основной фактор — потеря воды в засушливые периоды.

Миф: GNSS слишком дорогой инструмент.
Правда: оборудование уже существует и требует только обновления обработки данных.

Миф: эти колебания не влияют на жизнь людей.
Правда: они напрямую связаны с доступностью воды и устойчивостью экосистем.

Три интересных факта

1. Подъём земли на 6 мм эквивалентен потере 0,1 метра воды по толщине.

2. Даже небольшие засухи вызывают "отскок" почвы, который можно измерить через GPS.

3. Южная Африка — лидер Африки по плотности станций GNSS.

Исторический контекст

Ещё в XX веке учёные считали, что движение континентов обусловлено только глубинными процессами. Но с развитием спутниковой геодезии появилась возможность фиксировать микроскопические смещения земной поверхности. В 2000-х появились первые исследования гидрогеодезии, а в 2020-х метод GNSS стал инструментом мониторинга климата. Южная Африка — одна из первых стран, где его применили в таком масштабе.