Ученые нашли объяснение таянию ледяного панциря Гренландии. Геофизики связали аномальное плавления льда под центральной частью острова с влиянием исландской горячей точки. Результаты исследования опубликованы в престижном журнале Nature Geoscience. Один из авторов статьи, новосибирский геофизик Иван Кулаков рассказал о проделанной работе. 

— Гренландия – это огромное хранилище льда. В случае его полного таяния уровень мирового океана поднялся бы более чем на семь метров, что имело бы катастрофические социальные и экологические последствия по всей Земле. В последнее время фиксируется значительное сокращение количества льда на острове, темпы которого ускоряются с каждым годом. В некоторых прибрежных районах, где летом температура на поверхности поднимается выше нуля градусов, скорость скольжения ледников составляет 20 м в день! В результате отрыва огромных айсбергов, Гренландия теряет большее количество льда, чем успевает накопить за долгую зиму, что вызывает обоснованные опасения у климатологов, — рассказывает заведующий лабораториями Новосибирского госуниверситета и Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, профессор НГУ Иван Кулаков.

ледник.jpg

​Ледник Zachariae Isstrom, расположенный на Северо-Востоке Гренландии

Ранее считалось, что таяние льда происходит только в узкой прибрежной области Гренландии. Талая вода проникает в низ ледников и формирует скользкую подложку, которая многократно увеличивает скорость их движения. Однако во внутренней части острова, где высота ледяного покрова достигает 3000 м, плюсовой температуры никогда не бывает, и, следовательно, на поверхности лед таять не может. Но проведенные в 2001 году радарные измерения показали, что и под центральной частью Гренландии между льдом и коренными породами существует прослойка талой воды, которая образует огромные озера и подледные реки. Ледники движутся – скользят – по этим водным потокам.

При этом «потери» непосредственно от самого процесса таяния льда в центре острова малы по сравнению теми, что наносятся за счет быстрого движения ледников и откалывания от них айсбергов на границах Гренландии.

Откуда возникла вода под толщей ледников Гренландии? Теоретические оценки показывали, что тепловой поток (исходящее из недр Земли тепло) на поверхности литосферы континентального типа не может вызвать достаточную для плавления льда температуру. Создавшийся парадокс разрешила международная группа ученых под руководством сотрудников Института физики Земли имени Шмидта Ирины Рогожиной и Алексея Петрунина, которые в настоящий момент работают в Немецком центре геонаук (GFZ) в Потсдаме. Ученые связали уменьшение массы ледяного панциря в наши дни с событиями 80–35-миллионной давности — прохождением Гренландии над древним мантийным плюмом.

извержение Эйяфьядлайёкюдль.jpg

​Извержение вулкана Эйяфьядлайёкюдль в Исландии в 2010 году​

Мантийный плюм – горячая струя мантийного вещества, которая пробивает литосферу и выходит на поверхность Земли, образуя вулканы. Исландский плюм, о котором мы говорим, хорошо известен геологам. По некоторым оценкам, он очень древний и может насчитывать около 250 млн лет. Благодаря движению литосферных плит сейчас над ним находится Исландия, и вулканическая активность в этой стране напрямую связана с его местоположением. Однако миллионы лет назад над плюмом «проплывала» Гренландия.

След «Исландского плюма», оставленный в литосфере Гренландии

След «Исландского плюма», оставленный в литосфере Гренландии

Исландским плюм «прожог» часть литосферы острова в направлении с Запада на Восток. О вулканической активности того времени свидетельствуют изверженные магматические породы соответствующего возраста по обе стороны Гренландии. След, который оставил плюм, оказал огромное влияние на дальнейшую судьбу острова.

— Гренландия представляла собой прочную плиту континентального типа с толщиной литосферы около 200 км, которая изолировала верхние части коры от тепла из мантийных глубин. Под воздействием Исландского плюма появился участок (1200 км длиной и 400 км шириной), где толщина литосферы составила менее 100 км. В этой части образовался аномальный тепловой поток, существование которого подтверждается другими данными и объясняет наблюдаемое таяние и движение льдов, — говорит Иван Кулаков.

Ирина Рогожина и Алексей Петрунин, первые авторы публикации в Nature Geoscience, разработали математическую модель, описывающую, каким образом аномальное термическое состояние глубокой мантии под Гренландией приводит к плавлению льда на поверхности.

— Это междисциплинарное исследование. Мы в этой работе были ответственными за сейсмическую часть, — вспоминает Иван Юрьевич.

Сейсмическая томография Гренландии на глубине 150 км. Красным цветом выделены низкоскоростные участки, соответствующие областям с повышенной температурой. Пунктирная линия - одна из реконструкций «прохождения» плюма с указаниями возраста в млн лет. Голубые точки – участки, где результаты радарной съемки показали наличие воды под ледником. 

Сейсмическая томография Гренландии на глубине 150 км. Красным цветом выделены низкоскоростные участки, соответствующие областям с повышенной температурой. Пунктирная линия - одна из реконструкций «прохождения» плюма с указаниями возраста в млн лет. Голубые точки – участки, где результаты радарной съемки показали наличие воды под ледником.

— Первоначально, еще до участия в проекте, нашей группой геофизиков из НГУ и ИНГГ СО РАН была построена сейсмическая модель мантии под Гренландией. Наша модель показала, что под центральной частью острова на глубине от 100 до 200 км существует зона с аномально низкими сейсмическими скоростями (скоростями пробега волн от землетрясений). Мы предположили, что нашли след, оставленный в литосфере Исландским плюмом.

Узнав о результатах новосибирских геофизиков, ученые из GFZ предложили им сотрудничество.

— Нашу сейсмическую модель переложили «на язык температуры». Та самая аномальная зона совпала с результатами радарной съемки и бурения, с вариациями гравитационного и магнитного полей, с имеющимися оценками значения теплового потока и других исследований, – всё совпало и оказалось на своем месте. Ирина Рогожина и Алексей Петрунин провели численное моделирование и рассчитали теоретический тепловой поток, который может иметь место при такой структуре литосферы. Они выясняли, хватит ли его, чтобы нагреть подошву ледника до температуры плавления льда? Оказалось, что хватит, – рассказывает геофизик.

По его словам, предположения о роли Исландского плюма в прошлом и настоящем Гренландии высказывались и раньше. Однако впервые четко локализовано место его прохождения.

— Эта работа представила геофизические доказательства, что Исландский плюм оставил след в литосфере острова. Таким образом, на уменьшения массы ледников Гренландии влияют не только быстрые вариации климата на Земле, но и отголоски крупномасштабных событий в глубинной мантии, происходившие десятки миллионов лет назад. Их воздействие также должно учитываться при оценке баланса прироста и потери льда, — говорит Иван Кулаков.

Фотографии из открытых источников. Рисунки предоставлены Иваном Кулаковым.

Дина Голубева

Источники

В таянии ледяного покрова Гренландии виноват Исландский плюм
НГУ (nsu.ru), 05/04/2016
В таянии ледяного покрова Гренландии виноват Исландский плюм
Vestisibiri.ru, 05/04/2016
Новосибирские геологи выяснили причину таяния ледников Гренландии
ДВ-РОСС (trud-ost.ru), 05/04/2016
Новосибирские геологи выяснили причину таяния ледников Гренландии
ТАСС, 05/04/2016
Сибирские ученые нашли причину таяния лединков Гренландии
Российская газета (rg.ru), 05/04/2016
Ученые нашли причину аномального таяния ледников Гренландии
Твой город Псков (tvoygorodpskov.ru), 05/04/2016
Новосибирские геофизики выяснили причину таяния ледников Гренландии
ИА Росбалт, 05/04/2016
Стало известно, почему тают ледники Гренландии
Петербургский дневник (spbdnevnik.ru), 05/04/2016
Российские геофизики выяснили причину таяния ледников Гренландии
Нижневартовск Он-Лайн (nv86.ru), 06/04/2016
Ученые выяснили - в таянии ледяного покрова Гренландии виноват Исландский плюм
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 06/04/2016
Ученые объяснили аномальное таяние ледников Гренландии
Экоград (ekogradmoscow.ru), 06/04/2016
Ученые выяснили - в таянии ледяного покрова Гренландии виноват Исландский плюм
Vestisibiri.ru, 07/04/2016
Российские ученые выяснили причину таяния льда в Гренландии
Russian IT World (ritworld.com), 12/04/2016
Российские геофизики разгадали загадку таяния ледяного панциря Гренландии
Fresh-News.org, 05/09/2017

Похожие новости

  • 17/09/2018

    Граффити как способ завлечь в науку

    ​10–12 августа в новосибирском Академгородке прошел второй фестиваль научного стрит-арта «Графит науки». Проект, уникальный не только для России, наделал в самом Академгородке немало шуму и вызвал нешуточные баталии.
    894
  • 19/01/2017

    Самые громкие и важные исследования ученых СО РАН за 2016 год по версии НГС

    Хомяки-математики, яд для лечения сердца, спасение от энцефалита и таяние льдов Гренландии — НГС.НОВОСТИ изучили самые громкие и важные исследования ученых СО РАН за последний год.  Новосибирцы гордятся Академгородком и славой научного центра Сибири, которую город получил благодаря институтам СО РАН и работающим в них ученым.
    2841
  • 13/11/2017

    Ледники Антарктиды тают изнутри

    ​Специалисты Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) нашли причину таяния антарктических льдов, пишет The Independent. Исследователи считают, источником тепла, который растапливает ледовый панцирь на Южном полюсе Земли может быть скрывающийся подо льдом мантийный плюм (горячий поток лавы, способный пробить земную кору и вырваться на поверхность, образовав вулкан – прим.
    3054
  • 28/05/2017

    Геофизику Ивану Кулакову вручили премию Ассоциации выпускников НГУ

    ​Геофизик Иван Кулаков​ получил премию Ассоциации выпускников НГУ за достижения в сфере науки и образования. Ученому вручили именной диплом и статуэтку в виде ректорской башни Нового корпуса НГУ. ​Иван Кулаков ― выпускник геолого-геофизического факультета НГУ (1991 г.
    2012
  • 16/03/2017

    Лекториум на Вертковской. Март 2017

    ​​​На базе ГТРК «Новосибирск» действует Лекториум на Вертковской.Это цикл научно-популярных лекций-встреч. Каждая читается приглашённым специалистом/учёным - представителем того или иного научного направления для гостей площадки.
    1408
  • 21/02/2017

    Новосибирский геолог - о загадках образования новой литосферы в океане

    ​​​Ученые из немецкого центра полярных исследований в Бремерхафене в сотрудничестве с новосибирским геофизиком Иваном Кулаковым получили результаты, позволившие по-новому взглянуть на процесс зарождения литосферы в океане.
    1970
  • 30/10/2018

    Ученые: в Индии вырастет новый горный хребет

    200 млн лет назад на Земле был всего один суперконтинент — Пангея. Затем она раскололась на отдельные части — прообразы современных материков. При этом Индостан, приблизившись к Евразии около 50 млн лет назад, продолжил движение и начал сминать окраины континента.
    774
  • 05/06/2017

    Лекция Ивана Кулакова «Вулканы и люди»

    ​​5 июня, в понедельник, в 19 час. Адрес — ул. Терешковой, 12а, 2 этаж, АРТ — П.А.Б.​Какую роль вулканы сыграли в возникновении Нomo sapiens? Как вулканы повлияли на ход исторических событий, например, на такие исторические катаклизмы как Смутное время и Французская революция? Можно ли предсказать извержение вулкана? И почему даже относительно небольшое извержение так опасно для авиации? Возможные ответы на эти непростые вопросы обсуждаем вместе с известным геофизиком и талантливым художником, а с недавнего времени член-корреспондентом Российской Академии наук.
    1760
  • 26/12/2019

    ИНГГ СО РАН в 2019-м году

    ​​​​2019-й год станет яркой страницей в истории Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН. Каждый день в жизни ИНГГ СО РАН и его сотрудников был наполнен событиями. Предлагаем вашему вниманию некоторые итоги 2019 года.
    154
  • 10/05/2018

    Статья месяца журнала «Геология и геофизика» в апреле 2018 года

    Рубрика «Статья месяца», в которой редакция журнала «Геология и геофизика» предоставляет временный доступ к полнотекстовым вариантам статей текущего номера журнала, продолжает свою работу. В течение мая 2018 года читатели могут познакомиться с работой преподавателя Новосибирского государственного университета и ведущего научного сотрудника лаборатории "Геодинамики и палеомагнетизма" ИНГГ СО РАН Евгения Викторовича Деева с соавторами "ПАЛЕОЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ В УЙМОНСКОЙ ВНУТРИГОРНОЙ ВПАДИНЕ (Горный Алтай)".
    1394