Заведующий лабораторией геофизических исследований Арктики и континентальных окраин мирового океана МФТИ, академик РАН Леопольд Лобковский выдвинул гипотезу, что два периода значительного потепления в Арктике, пришедшиеся на XX век, связаны с геодинамическим фактором — серией крупных землетрясений. Статья ученого опубликована в журнале Geosciences, кратко о ее содержании рассказала пресс-служба МФТИ.
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 предположил, что эти скачки могут быть вызваны 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. Первая серия началась с сильнейшего землетрясения магнитудой 8,0, которое было зафиксировано в 1899 году в восточной части Алеутской дуги, а в 1906 году последовали еще два землетрясения в западной части дуги с магнитудами 8,3 и 8,4. Вторая серия включает в себя землетрясение 1957 года (магнитуда 8,6), Аляскинское землетрясение 1964 года (9,3) и землетрясение 1965 года с магнитудой 8,7 в западной части Алеутской дуги. Это были сильнейшие землетрясения, каждое из которых имело протяженность очага в несколько сотен километров
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.