Массивные подводные оползни в Антарктиде, которые могли вызвать гигантские цунами, вызваны прошлым изменением климата

Международная группа ученых обнаружила причину гигантских подводных оползней в Антарктиде, которые могли вызвать далеко идущие цунами. Исследователи обнаружили под морским дном слои слабых, биологически богатых отложений, которые из-за своей подверженности землетрясениям и другой сейсмической активности и стали причиной этих оползней. Эти слои образовались в более теплые времена, когда температура в Антарктиде была на 3°C выше, уровень моря был выше, а ледяной покров меньше.

Ученые установили, что причиной гигантских подводных оползней, способных вызвать цунами большой силы, являются слабые, богатые биологическими веществами отложения под морским дном Антарктиды. Эти отложения формировались в более теплые периоды, и при современных тенденциях изменения климата подобные явления могут повториться, вызывая цунами, способные достичь Южной Америки, Новой Зеландии и Юго-Восточной Азии.

Международная группа исследователей обнаружила на глубине сотен метров под морским дном слои непрочных, окаменевших и богатых биологическими веществами отложений.

Они образовались под обширными участками подводных оползней, многие из которых врезались в морское дно более чем на 100 м.

Как утверждают ученые, написавшие сегодня (18 мая) в журнале Nature Communications, эти слабые слои, состоящие из исторически сложившегося биологического материала, сделали этот район подверженным разрушению при землетрясениях и других видах сейсмической активности.

Они также подчеркивают, что слои образовались в то время, когда температура в Антарктиде была на 3°C теплее, чем сейчас, когда уровень моря был выше, а ледяной покров был гораздо меньше, чем в настоящее время.

Исследовательское судно JOIDES Resolution окружено морским льдом на подходе к восточной части моря Росса в Антарктиде во время экспедиции 374 Международной программы исследований океана (IODP). Credit: Jenny Gales/University of Plymouth

Поскольку в настоящее время планета переживает период масштабных климатических изменений, включающих потепление воды, повышение уровня моря и сокращение ледяного покрова, исследователи полагают, что подобные инциденты могут повториться.

Проанализировав последствия прошлых подводных оползней, они утверждают, что будущие сейсмические события у берегов Антарктиды могут вновь представлять опасность того, что волны цунами достигнут берегов Южной Америки, Новой Зеландии и Юго-Восточной Азии.

Оползни были обнаружены в восточной части моря Росса в 2017 году международной группой ученых в ходе итальянской экспедиции ODYSSEA.

Профессор Роб Маккей (директор Антарктического исследовательского центра Университета Виктории в Веллингтоне и соруководитель экспедиции IODP 374) и д-р Дженни Гейлс (преподаватель гидрографии и исследования океана Плимутского университета) рассматривают полусрез керна, извлеченного со дна Антарктиды. Кредит: Джастин Додд

В 2018 г. в рамках экспедиции 374 Международной программы исследований океана (IODP) ученые вновь посетили этот район, где собрали керны осадочных пород, простирающиеся на сотни метров под морским дном.

При анализе этих образцов были обнаружены микроскопические окаменелости, которые позволили составить представление о том, каким был климат в этом регионе миллионы лет назад и как он привел к образованию слабых слоев в глубине моря Росса.

Новое исследование проводилось под руководством д-ра Дженни Гейлс, преподавателя гидрографии и океанографии Плимутского университета, и в рамках экспедиции IODP 374.

Она сказала: «Подводные оползни представляют собой серьезную геоопасность, способную вызвать цунами, которые могут привести к огромным человеческим жертвам. Оползни также могут разрушить инфраструктуру, включая подводные кабели, а это означает, что в будущем подобные события вызовут широкий спектр экономических и социальных последствий. Благодаря исключительной сохранности отложений под морским дном мы впервые смогли показать, что стало причиной исторических оползней в этом регионе Антарктиды, а также указать на последствия таких событий в будущем. Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что нам срочно необходимо углубить понимание того, как глобальное изменение климата может повлиять на стабильность этих регионов и возможность возникновения цунами в будущем».

Бурение морского дна моря Росса в ходе экспедиции 374 Международной программы открытия океана (IODP) для извлечения одного из сотен кернов, которые помогли ученым оценить причины исторических оползней. Кредит: Лаура де Сантис

Профессор Роб Маккей, директор Антарктического исследовательского центра Университета Виктории в Веллингтоне и соруководитель экспедиции IODP 374, добавил: «Основной целью нашего бурового проекта IODP в 2018 г. было понять влияние потепления климата и океанов на таяние ледяных щитов Антарктиды в прошлом, чтобы понять ее реакцию в будущем. Однако когда доктор Гейлс и ее коллеги с борта OGS Explora за год до этого нанесли на карту эти огромные шрамы и оползни, для нас стало откровением, что изменения климата в прошлом, которые мы изучали в ходе бурения, напрямую связаны с подводными оползневыми явлениями такого масштаба. Мы не ожидали этого увидеть, и это потенциальная опасность, которая, безусловно, требует дальнейшего изучения».

Лаура Де Сантис, научный сотрудник Национального института океанографии и прикладной геофизики в Италии, а также соруководитель экспедиции IODP 374, сказала: «Проанализированные нами керны осадочных пород были получены в рамках IODP — международного проекта научного бурения морского дна, который осуществляется в области геонаук уже более 50 лет. Цель проекта — изучить историю планеты Земля, включая океанические течения, изменение климата, морскую жизнь и месторождения полезных ископаемых, путем исследования осадочных и горных пород под морским дном».

Ян Сверре Лаберг (Jan Sverre Laberg) из Арктического университета Норвегии (Тромсе) сказал: «Гигантские подводные оползни происходили как на южных, так и на северных высокоширотных континентальных окраинах, включая Антарктическую и Норвежскую континентальные окраины. Более глубокие знания об этих событиях в Антарктиде будут актуальны и для оценки подводных геоопасностей на шельфе Норвегии».

Доктор Амелия Шевенелл, доцент кафедры геологической океанографии Колледжа морских наук Университета Южной Флориды, сказала: «Данное исследование иллюстрирует важность научного бурения океана и морской геологии для понимания как прошлых изменений климата, так и выявления регионов, подверженных природным угрозам, для обоснования инфраструктурных решений. Крупные оползни вдоль антарктической окраины способны вызвать цунами, которые могут привести к значительным человеческим жертвам вдали от места их возникновения. Кроме того, в рамках национальных антарктических программ изучается возможность прокладки подводных кабелей для улучшения связи с антарктическими исследовательскими базами. Наше исследование, проведенное на склоне моря Росса, расположено на берегу моря вблизи крупных национальных и международных исследовательских станций, что указывает на то, что морское геолого-геофизическое обоснование является важнейшим условием успеха этих проектов и должно быть завершено на ранних стадиях разработки, прежде чем страны будут инвестировать в эту коммуникационную инфраструктуру и зависеть от нее».

Ссылка: «Climate-controlled submarine landslides on the Antarctic continental margin» Jenny A. Gales, Robert M. McKay, Laura De Santis, Michele Rebesco, Jan Sverre Laberg, Amelia E Shevenell, David Harwood, R. Mark Leckie, Denise K. Kulhanek, Maxine King, Molly Patterson, Renata G. Lucchi, Sookwan Kim, Sunghan Kim, Justin Dodd, Julia Seidenstein, Catherine Prunella, Giulia M. Ferrante and IODP Expedition 374 Scientists, 18 May 2023, Nature Communications . DOI: 10.1038/s41467-023-38240-y