Глобальный уровень моря растет, но в Гренландии он упадет: прогноз ученых до 2100 год

Общепринятые климатические модели предсказывают подъем уровня Мирового океана из-за термического расширения воды и таяния ледников. Однако для прибрежных районов Гренландии этот прогноз меняет знак на противоположный.

Фото: Александр Рощин is licensed under Pravda.Ru

Берега Гренландии

Согласно последним исследованиям, опубликованным в журнале Nature Communications, к концу XXI столетия уровень моря вокруг острова не только не вырастет, но и существенно понизится. Это явление обусловлено физическими процессами: вертикальным движением земной коры и изменением гравитационного поля планеты.

Механика гляциоизостазии: почему суша стремится вверх

Основным фактором, определяющим динамику береговой линии Гренландии, является процесс гляциоизостатической корректировки (GIA). Земная кора (литосфера) обладает определенной упругостью, а нижележащие слои мантии — вязкостью.

В течение тысячелетий массивная толща Гренландского ледяного щита своим весом оказывала давление на поверхность, вызывая прогиб литосферы и вытеснение мантийного вещества из-под центральных районов острова к его периферии.

В современную эпоху, характеризующуюся интенсивным сокращением массы льда, нагрузка на кору снижается. В ответ на это происходит два типа деформации.

Первый — немедленный упругий отклик: литосфера начинает выпрямляться сразу после снятия нагрузки. Второй — вязкий отклик, который занимает гораздо больше времени. Вязкое вещество мантии медленно возвращается в освободившееся пространство под островом, заставляя поверхность суши подниматься.

Исследование показало, что этот процесс неравномерен. В некоторых районах Гренландии скорость поднятия суши уже сейчас достигает нескольких миллиметров в год. К 2100 году суммарный подъем береговой линии может составить несколько метров, что значительно перекрывает глобальный подъем уровня океана.

Гравитационный фактор и перераспределение водных масс

Второй критически важный механизм связан с гравитацией. Гренландский ледяной щит — это колоссальная концентрация массы.

Согласно закону всемирного тяготения, эта масса создает мощное локальное гравитационное поле, которое физически притягивает к себе окружающие океанские воды. Это притяжение формирует вокруг острова "купол" из воды, из-за которого уровень моря у берегов Гренландии выше, чем в среднем по планете.

Когда лед тает и превращается в воду, масса перестает быть локализованной на острове и распределяется по всему Мировому океану. Гравитационное притяжение острова ослабевает, и удерживаемая им вода под действием центробежных сил и гравитации других регионов устремляется в сторону более низких широт.

Таким образом, даже если общий объем воды в океане увеличивается, непосредственно у берегов Гренландии ее становится меньше.

Методология и новые данные: роль Малого ледникового периода

Научная новизна обсуждаемой работы заключается в использовании высокоточных данных сети GNET — системы из 57 стационарных станций спутникового позиционирования (GNSS), установленных на коренных породах по всему периметру острова. Эти датчики фиксируют вертикальное движение суши с точностью до миллиметра.

Авторы исследования применили метод байесовской инверсии для объединения данных наблюдений с 3D-моделями вязкости мантии. Это позволило учесть неоднородность строения недр под островом.

Выяснилось, что на современный подъем суши существенно влияет "память" планеты о событиях прошлого, в частности, о Малом ледниковом периоде (XIII-XIX века). В то время похолодание привело к временному росту ледников, что увеличило нагрузку на кору.

Сейчас Земля продолжает реагировать на последующее таяние этих льдов. По оценкам ученых, вклад вязких эффектов (замедленной реакции мантии) в итоговое изменение уровня моря составляет от 20% до 40%.

Прогнозы до 2100 года: цифры и сценарии

Исследователи рассчитали изменения уровня моря для двух основных сценариев антропогенных выбросов парниковых газов:

Сценарий RCP 2.6 (низкие выбросы): при соблюдении жестких климатических ограничений медианное падение уровня моря вокруг Гренландии составит 0,9 метра. При этом в различных районах падение может варьироваться от 0,66 до 1,2 метра.

Сценарий RCP 8.5 (высокие выбросы): если темпы потребления ископаемого топлива не изменятся, уровень моря упадет в среднем на 2,5 метра, а в некоторых точках снижение достигнет критических 3,8 метра.

Для сравнения: согласно отчету IPCC AR6, в этом же столетии глобальный средний уровень моря вырастет примерно на 0,4-0,8 метра. Гренландия оказывается в уникальном положении региона, где уровень океана падает в несколько раз быстрее, чем он растет в остальном мире.

Экономические и инфраструктурные последствия

Вопреки первому впечатлению, отступление океана не является преимуществом для региона. Население Гренландии (около 60 000 человек) почти полностью сосредоточено в прибрежных городах и поселках, жизнедеятельность которых неразрывно связана с морем.

Транспортная изоляция и логистика. Основной вызов связан с эксплуатацией портов. Современные морские суда имеют определенную осадку. Снижение уровня воды на 1,5-2 метра сделает текущие гавани и фарватеры слишком мелководными.

Для поддержания снабжения острова продовольствием и товарами потребуется проведение масштабных дноуглубительных работ или строительство новых причалов дальше в океан. В условиях Гренландии, где строительство на скальном грунте и в арктических условиях обходится крайне дорого, это создаст колоссальную нагрузку на экономику.

Продовольственная безопасность. Изменение глубины шельфовой зоны неизбежно приведет к трансформации прибрежных экосистем. Места обитания рыб, креветок и морских млекопитающих — основы экспортного дохода и традиционного рациона гренландцев — могут сместиться или исчезнуть.

Нарушение привычных путей миграции потребует от рыболовецкого флота изменения тактики и увеличения затрат на поиск ресурсов.

Динамика ледников. Существует и геофизический аспект влияния уровня моря на ледники. Многие ледники Гренландии заканчиваются в океане. Глубина воды в месте их соприкосновения с дном (линия заземления) определяет стабильность ледника.

Понижение уровня моря может привести к тому, что плавучие части ледников "сядут" на грунт, что в теории способно замедлить их сползание в океан. Однако этот эффект может быть нейтрализован общим потеплением воды и атмосферы, которое разрушает лед сверху и снизу.

Глобальное значение исследования

Работа ученых демонстрирует, что климатический кризис проявляется крайне неоднородно. Термин "глобальный подъем уровня моря" является статистическим упрощением, которое не отражает локальных реальностей.

Случай Гренландии подтверждает необходимость разработки региональных стратегий адаптации, основанных на конкретных геофизических характеристиках местности. В то время как одни страны должны инвестировать в защиту от наводнений, Гренландии предстоит решать проблемы обнажения береговой линии и деградации глубоководных портов.

Исследование подчеркивает, что физика взаимодействия ледяных масс, земной коры и океана сложнее, чем простая сумма талой воды, и требует учета гравитационных и вязкостных процессов в масштабе столетий.