Опасность под ногами: глубинное тепло Гренландии вмешивается в судьбу океанов и ускоряет подъём моря

То, что скрыто под толщей гренландского льда, может существенно повлиять на научные оценки будущего повышения уровня моря. Новые данные показывают, что процессы в недрах Земли играют куда более важную роль в поведении ледников, чем считалось ранее. Речь идёт не о поверхности, а о глубинном тепле, которое незаметно меняет свойства земной коры.

Фото: Анна Маляева is licensed under Publik domain

Айсберги

Что происходит под ледниковым щитом Гренландии

Учёные из Оттавского университета совместно с коллегами из Университета Твенте и Геологической службы Дании и Гренландии (GEUS) создали высокоточные трёхмерные модели недр Гренландии и северо-востока Канады. Эти карты показывают, как распределяется температура в верхней мантии и литосфере, находящихся под ледниковым щитом.

Гренландия давно считается ключевым регионом для климатических исследований. Именно её ледниковый покров является одним из главных факторов потенциального повышения уровня Мирового океана на фоне ускоряющегося потепления, о рисках которого всё чаще говорят учёные, анализируя глобальное изменение климата. Дополнительный интерес вызывает и геологическое положение острова — он расположен в зоне влияния исландской горячей точки, глубинного источника тепла, сформировавшего структуру региона миллионы лет назад.

Скрытое тепло и его влияние на землю и лёд

Анализ показал, что температурные различия в недрах под Гренландией гораздо значительнее, чем предполагалось ранее. Эти контрасты помогают уточнить возможные траектории перемещения исландской горячей точки в геологическом прошлом и объясняют, почему разные участки острова по-разному реагируют на нагрузку ледников.

Сопоставив температурные данные с механическими свойствами твёрдой оболочки Земли, исследователи выяснили, что вязкость верхней мантии может отличаться в тысячи раз в пределах одного региона. Такие различия напрямую влияют на то, как коренная порода поднимается или опускается при таянии или наращивании льда, а значит — на точность расчётов уровня моря.

Почему эти данные важны для прогноза уровня моря

Команда использовала комплексный подход, объединив спутниковые наблюдения, сейсмические данные, гравитационные аномалии и измерения теплового потока. Для анализа были проведены сотни тысяч компьютерных симуляций на высокопроизводительных вычислительных системах, включая инфраструктуру Канадского альянса цифровых исследований.

Полученные модели хорошо согласуются как с палеоокеанографическими данными об уровнях моря в прошлом, так и с современными GPS-измерениями вертикального движения суши. Это особенно важно в контексте обсуждений сценариев резкого таяния льда и возможных последствий для океанических течений, включая изменения в системе Гольфстрима.

"Колебания температуры напрямую влияют на взаимодействие между ледниковым щитом и коренной породой, которое необходимо оценить количественно, чтобы интерпретировать наблюдения за движением суши", — подчёркивает заведующий кафедрой наук о Земле и окружающей среде Университета Оттавы Гленн Милн.

Традиционные модели и новые 3D-подходы

Классические модели часто рассматривали недра под ледниками как относительно однородную среду. Такой подход упрощал расчёты, но снижал их точность. Новые трёхмерные температурные модели учитывают сложную структуру мантии и литосферы, позволяя точнее оценивать деформации земной коры и скорость реакции ледников на потепление климата.

В результате учёные получают более реалистичную картину того, как ледниковый щит взаимодействует с землёй и как это отражается на глобальных изменениях уровня моря. Об этом сообщает Оттавский университет.

Плюсы и минусы нового подхода

Использование детализированных трёхмерных моделей даёт заметные преимущества, но у метода есть и ограничения.

Плюсы подхода:

• повышается точность прогнозов изменения уровня моря за счёт учёта реальной структуры мантии;
• становится проще связать геологические процессы с климатическими изменениями и таянием льда;
• улучшается интерпретация данных GPS и гравитационных измерений;
• модели можно применять для долгосрочного планирования и оценки рисков для прибрежных территорий.

Минусы подхода:

• требуется большой объём вычислительных ресурсов и времени на расчёты;
• сложная обработка данных увеличивает стоимость исследований;
• для отдельных районов всё ещё недостаточно наблюдений, что снижает детализацию моделей.

Популярные вопросы о глубинных процессах под Гренландией

Как скрытое тепло влияет на ледники?
Оно меняет свойства коренной породы, определяя скорость её деформации под нагрузкой льда.

Можно ли точнее предсказать повышение уровня моря?
Да, учёт температурных различий в недрах повышает точность климатических моделей.

Что важнее — климат или геология?
Оба фактора взаимосвязаны: климат влияет на лёд, а геология — на реакцию земной коры.