Скрытое тепло подо льдами Гренландии

Под ледяным панцирем Гренландии скрывается не только древняя порода, но и мощные тепловые аномалии, способные менять поведение ледяного щита. Новые трёхмерные модели недр показывают, что глубинное тепло влияет на таяние льда сильнее, чем считалось раньше, а значит — может изменить прогнозы будущего уровня Мирового океана.

Гренландия как геологическая лаборатория

Гренландия давно привлекает внимание климатологов и геофизиков. Огромный ледяной щит, покрывающий остров, содержит достаточно воды, чтобы при полном таянии поднять уровень мирового океана на несколько метров. Однако скорость и характер этого процесса зависят не только от температуры воздуха и океана, но и от того, что происходит глубоко под поверхностью.

Недавнее исследование международной группы учёных позволило создать подробные трёхмерные карты распределения температур в земной коре и верхней мантии под Гренландией и северо-востоком Канады. Эти модели показали: под островом существуют выраженные температурные контрасты, которые ранее недооценивались.

След горячей точки

Одна из причин аномалий связана с древним геологическим прошлым региона. Миллионы лет назад Гренландия проходила над так называемой исландской горячей точкой — областью глубинного теплового потока из мантии Земли. Такие горячие точки способны формировать вулканические провинции и менять структуру литосферы.

Новые расчёты уточнили возможный путь этой горячей точки под островом. Оказалось, что температурные различия в мантии достигают значительных величин и напрямую влияют на физические свойства пород. Это, в свою очередь, отражается на том, как земная кора реагирует на изменение нагрузки ледяного щита.

Почему вязкость имеет значение

Когда лёд накапливается или тает, поверхность суши постепенно прогибается или поднимается. Этот процесс называют изостатическим откликом. Он зависит от вязкости пород мантии — их способности медленно «течь» под нагрузкой.

Моделирование показало, что вязкость верхней мантии под Гренландией может различаться в тысячу раз в разных районах. Такие различия означают, что одни участки реагируют на таяние льда быстрее, другие — медленнее. Это напрямую влияет на измерения вертикальных движений суши и на интерпретацию спутниковых данных о массе ледяного щита.

Как создавалась модель

Для построения температурной картины учёные объединили данные о скоростях сейсмических волн, гравитационных аномалиях и тепловом потоке. Затем были проведены сотни тысяч вычислительных экспериментов с использованием мощных вычислительных систем. Такой вероятностный подход позволил получить не одну «идеальную» модель, а целый ансамбль решений, согласующихся с наблюдаемыми данными.

Результаты хорошо совпали как с реконструкциями древнего уровня моря, так и с современными измерениями подъёма суши, полученными с помощью спутниковых систем позиционирования. Это усиливает доверие к новой температурной карте недр.

Связь глубин Земли и климата

На первый взгляд глубинные процессы и изменение климата относятся к разным сферам. Однако в случае Гренландии они тесно переплетены. Температура пород под ледяным щитом влияет на тепловой поток к основанию льда. Даже небольшое дополнительное тепло способно ускорить скольжение ледника по подстилающей поверхности.

Кроме того, корректное понимание того, как земная кора реагирует на разгрузку, необходимо для точной оценки потери массы льда. Без учёта глубинной структуры можно неверно интерпретировать спутниковые данные о гравитационных изменениях и движении поверхности.

Статья по теме на LifeGlobe.net: Почему Гренландия покрыта льдом, а Исландия - зеленая?

Прогнозы будущего уровня моря

Более точные модели «лед — твёрдая Земля» позволяют уточнять прогнозы подъёма уровня океана. Если мантия в определённых районах менее вязкая, суша будет быстрее подниматься в ответ на таяние льда, частично компенсируя относительное повышение уровня моря у побережья. В других местах этот эффект будет слабее.

Таким образом, новые данные помогают не только реконструировать геологическое прошлое Гренландии, но и лучше понимать её роль в будущих климатических сценариях. Глубинная структура острова оказывается важным звеном в глобальной системе прогноза.

Интересный факт

Интересно, что даже сегодня земная кора Гренландии продолжает подниматься на несколько миллиметров в год из-за продолжающегося таяния льда после окончания последнего ледникового периода. Этот медленный «отскок» поверхности — наглядное напоминание о том, что процессы, начавшиеся тысячи лет назад, всё ещё формируют облик планеты.