Море, отступающее от тающего льда, звучит невероятно, но это так. Уровень моря вокруг тающих ледников позволит, хотя далекие берега будут затоплены..
Море, отступающее от тающего льда, звучит невероятно, но это так. Уровень моря вокруг тающих ледников позволит, хотя далекие берега будут затоплены..
Остановитесь на прохладном пляже в Гренландии. Настройте свою машину времени на перемотку на несколько столетий вперед и наблюдайте, как огромный ледяной покров над вашей головой медленно тает и заливает море. Пока ничего неожиданного. Но что бы ни случилось, вся талая вода, просачивающаяся в море, может вас поразить. Пока далекие берега борются с поднимающейся водой, вы наблюдаете за отступающими волнами. «Уровень моря упадет на 100 метров от ваших ног», — говорит геофизик Джерри Митровица. — Звучит безумно. Безумно, но верно ".
Как это возможно? Это связано с тем, что море не такое ровное, как видно издалека. Вместо того, чтобы быть такой же гладкой, как вода в ванне, ее поверхность отмечена холмами и долинами. Они невидимы для наших глаз, потому что склоны очень широкие, но они могут быть много метров в высоту или глубину..
Этот водный рельеф был практически таким же в течение последних нескольких тысячелетий, но теперь начинает меняться. По мере таяния ледяных щитов в океан будет поступать не только больше воды, но и его холмы и долины. В зависимости от того, что произойдет, Бостону и Нью-Йорку может грозить затопление. И волны, отступающие из Шотландии, могут освободить новую землю.
Если вы считаете это невероятным, окажитесь в хорошей компании, так как даже океанологам нелегко принять эту идею. Однако физика этого явления довольно проста, а основные принципы были поняты еще в 19 веке. Впервые это сделал Роберт Вудворд, физик, работающий в Геологической службе США, когда стало ясно, что великий Часть Америки долгое время не покрывала льдом.
Коллеги г-на Вудворда попросили помочь прояснить загадочное открытие: когда был лед, береговая линия одного озера казалась выше, чем другого. Он понял, что любая большая масса на поверхности земли, от континентов до ледников, гравитационно притягивает воду вокруг себя, образуя возвышенности по бокам. В случае ледяного щита эти водные подошвы отступят, когда он тает. В 1888 году Вудворд опубликовал статью, в которой описал расчет изменений уровня моря, вызванных этим явлением..
Почти столетие спустя, в 1976 году, Уильям Фаррелл и Джеймс Кларк рассмотрели влияние гравитации в попытке выяснить изменения уровня моря, когда Великий северный ледяной щит таял в конце последнего ледникового периода. В следующем году Кларк и Крейг применили те же принципы к Линглам, чтобы выяснить, что произойдет, если хрупкий западно-антарктический ледяной покров истонется или исчезнет. Уровень воды поднялся в большей части мира, но падает в южных частях океана, создавая характерный глобальный «отпечаток пальца»..
Это открытие 1977 года не было спрятано ни в каком неизвестном журнале Nature, но, как ни странно, новости пришли в упадок. «Идея гравюр на уровне моря давно забыта», — говорит Митровица из Гарвардского университета. Океанографы продолжали говорить о среднем уровне моря, говоря, что таяние льда вызовет однородные изменения в мире. На сегодняшний день большинство карт, изображающих эффекты повышения уровня моря, подкреплены этим упрощением..
Однако это долгое время не соответствовало измерениям. Уровнемеры, которые контролируют уровень моря в сотнях мест по всему миру, показывают медленный подъем уровня моря, но есть также большие региональные различия. «Люди, наблюдающие за данными наводнений, видели, что уровень моря в разных местах менялся по-разному, — говорит Митровица. «Но они забыли о влиянии гравитации, поэтому я подумал, что это проблема». В 1990-х годах спутник TOPEX / Poseidon впервые дал нам подробный обзор Мирового океана и подтвердил удивительные вариации океанического ландшафта..
Различия в силе гравитации в мире
Первоначально океанографы выступали против давления недавнего ледникового периода. С XIX века известно, что ледяной щит давит на земную кору. По мере того, как кора опускается, более глубокие породы распространяются в стороны, поднимая окружающие области. Когда лед тает и вес уменьшается, корка возвращается к своей прежней форме. Хотя влияние гравитации в основном игнорировалось, возникновение ледникового периода было широко признано..
Didesuliai S. Американские и евразийские ледяные щиты были настолько тяжелыми, что земля под ними приземлялась на высоту до 500 метров. Когда около 20000 лет назад лед начал таять, часть коры очень быстро опустилась на поверхность. «Это похоже на подпрыгивание на резинке», — объясняет Митровица. Позже процесс пошел намного медленнее. Кое-где еще поднимается, и сейчас Гудзонов залив, например, поднимается на сантиметр в год, тогда как былые максимумы все еще опускаются. В таких местах уровень моря как бы падает или поднимается..
Адаптация к ледникам помогает объяснить некоторые, но не все, местные вариации, регистрируемые мареографами. Например, отскок не может объяснить относительно медленное повышение уровня моря в Европе по сравнению со средним глобальным уровнем. Океанографы были сбиты с толку, и им мешали отрицатели изменения климата. Они показали несоответствия как провал климатологии. «Скептики заставили нас подумать немного внимательнее», — отмечает Митровица..
В 1990-х он начал подвергать сомнению модель равномерно наполняющейся ванны: «Я подумал про себя, подождите еще минуту, почему мы ожидаем, что все будет так же?» чтобы увидеть, как реагирует вся земная и океанская система. В дополнение к мощным эффектам гравитации и быстрого отскока, команда также рассмотрела более слабые эффекты, такие как изменение вращения земли..
Удаление ледяного покрова похоже на движение веса по краю колеса: оно меняет баланс планеты. Например, когда тает ледяной покров Гренландии, наша ось вращения сместится примерно на полкилометра в сторону бывшего ледника. Незначительное смещение и подъем экватора. Он добавляет дополнительную шероховатость отпечатку уровня моря, перемещая поверхность вверх или вниз в местах даже на полметра..
Команда Я. Митровицы в 2001 г. показали, что, учитывая все эти эффекты, можно объяснить разнообразие географических тенденций в данных счетчиков паводков. «Это был момент« эй! », — говорит он. Все больше людей стали обращать на это внимание, хотя отпечатки уровня моря в океанографии получили широкое признание только в последние несколько лет..
В то время, за пределами круга интересов океанографии, упоминание об изменении водного рельефа все еще вызывает удивление, отмечает Я. Митровица. «Читая лекции во многих местах, люди шокированы известием о том, что уровень воды у ледника падает», — говорит ученый. А это «рядом» действительно очень далеко. Долгосрочные эффекты гравитации означают, что уровень моря упадет примерно на 2000 километров..
Если лед Гренландии полностью растает, море на севере Шотландии продлится более 3 метров. Около Исландии он спускается на 10 метров. Хотя уровень моря на многих побережьях Европы повышается, он будет намного меньше пугающего глобального среднего показателя в 7 метров. Но вся эта вода должна где-то храниться, поэтому рост в других частях света будет выше среднего. Особенно неудачно в Южной Америке, потому что там подъем будет до 10 метров..
Дамоклова сосулька
Если вы живете в пределах нескольких тысяч километров от Гренландии и эгоистичны, такие знания могут показаться утешительными, но эти цифры относятся только к ледяному щиту. Вторая дамоклова сосулька нависает над нашими головами на другом конце света, захватывая ледяной щит Западной Антарктиды. При растворении средний уровень моря увеличился бы с 3 до 6 метров, а рельеф поверхности океанов был бы сдавлен совершенно иначе..
Уровень моря около Антарктиды упадет. Подъем в самом южном конце Южной Америки будет незначительным. Но на большинстве пляжей мира уровень воды поднялся больше, чем в среднем по миру. Восточное побережье Соединенных Штатов не будет особенно успешным, при этом средний рост составит до 25 процентов. Кроме того, это одно из мест, где кора медленно спускается после последнего ледникового периода, опускаясь на 2-3 миллиметра в год..
Итак, какое изображение мы увидим2 Наблюдения показывают, что ледяной щит Гренландии теряет массу в два раза быстрее, чем Антарктида, что, похоже, хорошо для Европы. Но самый главный вопрос — что будет дальше. Недавние исследования показывают, что полное таяние ледникового щита Гренландии неизбежно, если не будут предприняты какие-либо геоинженерные действия. Однако общепринято считать, что таяние льда продлится века или даже тысячелетия. Никто не знает наверняка — предыдущие исследования растворения дают лишь ограниченную информацию, потому что мир еще никогда не нагревался так быстро..
Вечером судьбу антарктического ледникового щита предсказать еще сложнее. Большая часть его лежит на скалах на несколько сотен метров ниже уровня моря, что делает его особенно уязвимым. Теплая вода тает лед намного быстрее, чем теплый воздух, и если теплые течения начнут ломать лед снизу, дестабилизированный ледник может разрушиться намного быстрее, чем покрывает Гренландию..
Здесь Наталья Гомес, аспирантка, работающая с Я. Митровицей, посетила Просвещение. «Увидев след на фоне резкого падения уровня моря вокруг ледяных щитов, мы поняли, что это окажет значительное влияние на стабильность ледяного покрова», — говорит она. По мере того, как море отступает, во льдах будет меньше теплого течения. Их расчеты, опубликованные в прошлом году, показывают, что заземление на уровне моря имеет отрицательный эффект обратной связи из-за его таяния, замедляя сжатие ледяного покрова. «Это последняя и самая захватывающая встреча», — говорит Митровица..
С другой стороны, повышение уровня воды вокруг Западной Антарктиды из-за таяния Гренландии может иметь дестабилизирующий эффект, а Гренландия пока тает быстрее. Оба щита могут значительно потерять лед в течение следующего столетия или двух, создавая отпечатки уровня моря, которые будут сочетанием этих двух факторов..
Похоже, что это произошло в последний межледниковый год, 130 000 лет назад и 114 000 лет назад. В то время средняя глобальная температура была на 1-2 ° C выше, чем доиндустриальная — этот уровень потепления будет достигнут примерно в середине этого столетия. Основываясь на таких признаках, как древние пляжи и коралловые рифы, считалось, что средний уровень моря в то время был выше нынешних 4-6 метров, что могло быть вызвано одной только Гренландией. Однако в этом анализе не были учтены региональные различия..
2009 г. Группа под руководством Роберта Коппо из Принстонского университета, в которую входил Дж. Митровица, повторно проанализировала те же данные с учетом всех известных факторов на уровне моря. Они пришли к выводу, что средний уровень моря в то время был, вероятно, более чем на 8 метров выше нынешнего. «Это признак упадка ледников Западной Антарктики и Гренландии», — пояснил Митровица..
Когда то же самое произойдет снова, никто не может сказать наверняка. Но, по крайней мере, мы гораздо лучше понимаем, где уровень моря поднялся больше всего, а где он упадет. Если вы хотите остаться у моря и не беспокоиться о его повышении уровня, Гренландия будет лучшим выбором. Только не ждите, что море останется на месте.
Холмистые моря
Море движется. Это не новость. Но волны и приливы — это, безусловно, самые эфемерные динамические движения моря. Ветер, климат и течения также оставляют долговечные следы на поверхности океана, поднимая или опуская части его поверхности в течение дней, недель, лет или даже тысячелетий..
Области низкого давления, движущиеся над океанами, увеличивают площадь поверхности, хотя эти широкие купола редко поднимаются выше 30 см. Сильный ветер может поднимать горы на несколько метров в высоту, что может создать опасную среду обитания, как показали супер-шторм Сэнди и ураган Катрина..
Смена направления преобладающих ветров также может иметь пагубные последствия. В западной части тропической части Тихого океана уровень моря повышается примерно на сантиметр в год — намного быстрее, чем в среднем в мире — с середины 1990-х годов. Затем ветер изменился. Расчеты Акселя Тиммерманна из Гавайского университета и Шейна МакГрегора из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее, Австралия, показывают, что ветер перемешивал все, закачивая теплые поверхностные воды в более глубокие и толстые глубины океана, создавая все более плотные . Более теплые районы океана вытесняются более холодной и плотной окружающей водой..
Океанские течения создают еще более прочные рельефы морской поверхности. Мировой конвейер течений приводится в движение нисходящими холодными солеными водами Северной Атлантики. В ответ на силы Кориолиса, вызванные вращением Земли и позволяющие течениям течь к северо-востоку от зон приземления в Мексиканском заливе, уровни моря в Северной Атлантике ниже, чем они должны быть. в противном случае.
Свежая талая вода с меньшей плотностью из Гренландии может замедлить или остановить весь конвейер, говорит Андерс Леверманн из Потсдамского института исследований воздействия на климат в Германии. Если вода остановится, нижние части поднимутся. Последняя модель показывает, что этот эффект немного слабее, чем предполагалось ранее, но если циркуляция полностью прекратится, один только этот эффект добавит полметра к повышению уровня моря в Великобритании и на северо-востоке США..
Стивен Баттерсби, новый ученый, в 2915 году.
История: www.lrt.lt
