Тающий ледник поднимает Патагонию (3 фото + 1 видео)
Недавно ученые выяснили, что разрыв в тектонических плитах, который начал формироваться около 18 миллионов лет назад под ныне сокращающимися ледяными полями, вероятно, является причиной недавнего быстрого подъема горных пород, наблюдаемого в Патагонии. Он охватывает отдаленные и малонаселенные районы, где ранее проводилось мало сейсмических исследований.
«Изменения в размерах ледников, их рост и сокращение в сочетании со структурой мантии, которую мы изучили и отобразили в этом исследовании, вызывают быстрое и разнонаправленное поднятие пород в этом регионе, — говорит геофизик Ханна Марк из Океанографического института Вудс-Хоул. , которая руководила исследованием.
Когда ледники тают, земля, которая когда-то лежала под ними, отскакивает и поднимается, больше не обремененная колоссальным весом ледяных щитов толщиной в несколько километров. Это поднятие, называемое ледниковой изостатической адаптацией, обычно происходит в течение тысяч лет, а не десятилетий, как это происходит в Патагонии. Наряду с талой водой, вытекающей из ледников, оно влияет на то, насколько поднимется глобальный уровень моря при будущих потеплениях климата, сценарии которых сегодня моделируют ученые.
Быстрое поднятие более чем на 4 сантиметра в год было зафиксировано в истончающихся северных и южных патагонских ледяных полях, которые сегодня составляют лишь небольшую часть своего недавнего размера.
Подъем на толщину пальца может показаться не таким уж большим, но это экстремальное, необычное и внезапное изменение в континентальном масштабе — и крупнейшее из когда-либо зарегистрированных современных ледниковых изменений.
В новом исследовании ученые записали сейсмические данные вокруг ледяных полей Патагонии, которые расположены между Андами на юге Чили и Аргентины, чтобы составить карту того, что происходит под поверхностью. Сбор данных длился на 10 месяцев дольше, чем планировалось изначально, поскольку сейсмические инструменты были заблокированы в Патагонии в течение первого года пандемии COVID-19.
Эти измерения в сочетании с другими сейсмическими данными с местных станций мониторинга показали, как разрыв в опускающейся тектонической плите почти на 100 километров под Патагонией позволил более горячему и менее вязкому материалу мантии течь под континентом.
Эта более низкая, чем обычно, вязкость мантии под ледяными полями Патагонии может ускорить континентальное поднятие, связанное с таянием льда, до десятилетий или столетий, если оценки исследователей верны.
«Низкая вязкость означает, что мантия реагирует на дегляциацию в течение десятков лет, а не тысяч лет, как мы наблюдаем, например, в Канаде, — говорит сейсмолог Дуглас Винс из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. - Это объясняет, почему GPS замерил большой подъем из-за потери ледяной массы именно в Патагонии».
Вокруг и внутри тектонического разлома сейсмолог Вашингтонского университета Дуглас Вайнс, Ханна Марк и их коллеги также обнаружена очень низкая сейсмическая скорость, примерно на 8 процентов медленнее, чем в среднем по миру. Эта аномалия указывает на более высокие температуры мантии. Они, вероятно, вызвали термическую эрозию вышележащей литосферы, которая истончается под сокращающимися ледяными полями. Подобные геологические изменения - низкая вязкость мантии и утончающаяся кора - были обнаружены ранее под некоторыми частями Антарктиды.
Исследование показало, что самые горячие и наименее вязкие участки мантии находились недалеко от разлома плиты, под той частью ледяных полей Патагонии, которая очистилась совсем недавно. «Это наводит нас на мысль, что, возможно, динамика мантии, связанная с окном плиты… усилилась с течением времени, или что континентальная плита на юге изначально толще и холоднее, и поэтому окно плиты меньше повлияло на нее, чем часть плиты, которая тянется дальше на север», — объясняет Марк.
Несмотря на удаленность Патагонии, последствия этих ледниковых и тектонических изменений будут ощущаться во всем мире, поскольку быстротающие ледники способствуют глобальному повышению уровня моря, что уже угрожает сообществам в низменных районах планеты. Ученые поясняют, что понимание причин, определяющих динамику этих движущихся массивов суши, может улучшить качество прогнозов повышения уровня моря, а то, что ученые узнают о ледниках в одной части мира, может помочь в изучении ледяных массивов в других местах.
«Понимание эволюции этих ледников помогает нам понять, как ледники в Гренландии и Антарктиде могут выглядеть в будущем в гораздо более теплом климате, — сказал гляциолог Эрик Риньо из Лаборатории реактивного движения НАСА о ледяных полях Патагонии. - Имея более совершенные модели Земли, мы сможем лучше реконструировать недавние изменения в патагонских ледяных щитах».