​Ученый из МФТИ предложил новое объяснение быстрому потеплению в Арктике. Оно может быть вызвано геодинамическим фактором  —  серией крупных землетрясений. 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: 20–30-е годы прошлого века 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 2000 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*. Обе произошли примерно за 15–20 лет до начала резкого увеличения температуры.

Изменение аномалий температуры воздуха в Арктике с 1900 г. (данные Арктического и антарктического научно-исследовательского института). Толстыми красными линиями обозначены фазы резкого потепления. Источник: Geosciences 
Изменение аномалий температуры воздуха в Арктике с 1900 г. (данные Арктического и антарктического научно-исследовательского института). Толстыми красными линиями обозначены фазы резкого потепления. Источник: Geosciences
Ответ на второй вопрос дала модель, описывающая распространение особых возмущений литосферы  —  тектонических волн  —   с подходящей скоростью: около 100 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 20-17-00140.
__________
* 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.
 
Информация и фото предоставлены пресс-службой МФТИ. 

На фото: Алеутские острова — архипелаг с десятками островов, на которых находятся 40 действующих и 17 неактивных вулканов. Фото: Shutterstock

Похожие новости

  • 20/11/2020

    Конференция «Все меняется» позволила сделать важный шаг сближения гуманитарных и естественных наук

    ​B ТюмГУ прошла международная онлайн конференция "Все меняется: климат, общество, ландшафты в исторической перспективе". Современные ученые говорят о том, что мы живем в новой геологической эпохе - антропоцене, в которой деятельность человека является определяющим фактором в изменении климата и окружающей среды.
    806
  • 24/02/2021

    Цитируемые учёные ТПУ: подземные воды Забайкалья, свойства Шлемника и донные осадки моря Лаптевых

    Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за январь. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 90, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 6,479.
    138
  • 19/11/2020

    Цитируемые ученые ТПУ: «умные» удобрения, ферритовая керамика и наносеребро

    ​Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за октябрь. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 57, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 7,246.
    818
  • 02/02/2017

    Стратегические академические единицы НГУ в журнале «Наука из первых рук»

    Вышел очередной номер журнала «Наука из первых рук». Ряд статей посвящен работам, которые ведутся в рамках Стратегических академических единиц Новосибирского госуниверситета. Тема номера — «Грани науки будущего».
    1597
  • 29/12/2020

    Наталья Гусева: «2020 год потребовал самоотверженности и готовности к переменам»

    ​Директор Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Наталья Гусева поделилась результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказала о целях и задачах на будущий год.​   Уходящий год стал точкой отсчета новой реальности для всего мира, и, чтобы в нее «встроиться», нам пришлось многое пересмотреть и изменить в своей деятельности.
    339
  • 23/12/2020

    Директор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Марина Трусова: «Все силы и средства идут на развитие школы»

    ​​О главных событиях и достижениях 2020 года и планах на будущее рассказала директор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Марина Трусова.    Мегагранты Год для коллектива нашей школы был ярким и богатым на события.
    304
  • 10/12/2020

    Максим Тимофеев: Настало время для создания биоэкономики на Байкале

    ​Самый продолжительный научный проект, реализуемый на Байкале и занесенный в Книгу рекордов России, — это проект долговременного экологического мониторинга «Точка № 1». Он стартовал в год Великой Победы, с тех пор ученые НИИ биологии ИГУ непрерывно следят за состоянием озера.
    578
  • 03/07/2020

    Мегагранты: чем занимаются лаборатории, открытые в рамках программы

    Программа мегагрантов была запущена в 2010 году. Она подразумевает международное сотрудничество российских вузов и научных организаций с ведущими зарубежными учеными и научно-образовательными центрами в сферах науки, образования и инноваций.
    2050
  • 15/12/2020

    Результаты исследований для Арктики представят студенты ТПУ на научной сессии ЮНЕСКО

    ​​​Студентки Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического университета Алина Орлова и Ирина Оберемок выступят на научной сессии «Молодые лидеры науки – 2020», организованной Международным центром компетенций в горнотехническом образовании под эгидой ЮНЕСКО.
    460
  • 20/02/2021

    Учёные выявили древнюю экологическую катастрофу

    ​​Смена магнитных полюсов нашей планеты сопровождается существенными экологическими изменениями — так утверждает коллектив ученых после детального исследования подобного процесса, прошедшего 42 тысячи лет назад.
    503