Возможный сейсмогенно-триггерный механизм активизации разрушения ледников, эмиссии метана и потепления климата в Антарктиде
- Авторы: Лобковский Л.И.1,2, Баранов А.А.3, Владимирова И.С.1,2, Габсатаров Ю.В.1,2
-
Учреждения:
- Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
- Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
- Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
- Выпуск: Том 63, № 1 (2023)
- Страницы: 149-159
- Раздел: Морская геология
- URL: https://journals.rcsi.science/0030-1574/article/view/136231
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0030157423010069
- EDN: https://elibrary.ru/AHGFEQ
- ID: 136231
Цитировать
Аннотация
Предлагается сейсмогенно-триггерный механизм резкой активизации в конце XX и начале XXI веков разрушения покровно-шельфовых ледников Западной Антарктиды, сопровождаемого выделением метана из подстилающих гидратсодержащих осадочных пород и быстрым потеплением климата. Данный механизм связан с действием деформационных волн в системе литосфера–астеносфера, возникающих в результате сильнейших землетрясений, происходящих в окружающих Антарктиду зонах субдукции – Чилийской и Кермадек-Маккуори. Возмущения литосферы передаются на большие расстояния порядка 3000 км и связанные с ними добавочные напряжения, приходящие в Антарктиду через несколько десятков лет после землетрясений, приводят к уменьшению сцепления ледников с подстилающими породами, ускоренному скольжению ледников и развитию в них разломов, которые уменьшают давление на подстилающие осадочные слои, содержащие газогидраты, что приводит к эмиссии метана и потеплению климата. Рассмотренная гипотеза приводит к выводу, что в грядущие десятилетия процессы разрушения ледников и потепления климата в Антарктиде будут нарастать из-за беспрецедентного роста числа сильнейших землетрясений в зонах субдукции юга Тихого океана в конце XX и начале XXI веков.
Об авторах
Л. И. Лобковский
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН; Московский физико-технический институт(национальный исследовательский университет)
Автор, ответственный за переписку.
Email: llobkovsky@ocean.ru
Россия, Москва; Россия, Долгопрудный
А. А. Баранов
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Email: yuryg@gsras.ru
Россия, Москва
И. С. Владимирова
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН; Московский физико-технический институт(национальный исследовательский университет)
Email: yuryg@gsras.ru
Россия, Москва; Россия, Долгопрудный
Ю. В. Габсатаров
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН; Московский физико-технический институт(национальный исследовательский университет)
Автор, ответственный за переписку.
Email: yuryg@gsras.ru
Россия, Москва; Россия, Долгопрудный
Список литературы
- Баренблатт Г.И., Лобковский Л.И., Нигматулин Р.И. Математическая модель истечения газа из газонасыщенного льда и газогидратов // Докл. РАН. Науки о Земле. 2016. Т. 470. № 4. С. 721–754.
- Быков В.Г. Предсказание и наблюдение деформационных волн Земли // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 3. С. 721–754.
- Гарагаш И.А., Лобковский Л.И. Деформационные тектонические волны как возможный триггерный механизм активизации эмиссии метана в Арктике // Арктика: экология и экономика. 2021. Т. 11. № 1. С. 42–50.
- Епифанов В.П. Физическое моделирование режимов движения ледников // Снег и лед. 2016. Т. 56. № 3. С. 333–344.
- Зотиков И.А. Тепловой режим ледникового покрова Антарктиды. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 168 с.
- Лейченков Г.Л., Гусева Ю.Б., Гандюхин В.В., Иванов С.В. Строение земной коры и история геологического развития осадочных бассейнов индокеанской акватории Антарктики. СПб: ВНИИОкеангеология, 2015. 200 с.
- Лобковский Л.И. Возможный сейсмогенно-триггерный механизм резкой активизации эмиссии метана и потепления климата в Арктике // Арктика: экология и экономика. 2020. № 3(39). С. 62–72.
- Лобковский Л.И., Рамазанов М.М. К теории фильтрации с двойной пористостью // Докл. РАН. Науки о Земле. 2019. Т. 484. № 3. С. 348–351.
- Лобковский Л.И., Рамазанов М.М. Термомеханические волны в системе упругая литосфера–вязкая астеносфера // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2021. № 6. С. 4–18.
- Лобковский Л.И., Рамазанов М.М. Обобщенная модель фильтрации в трещиновато-пористой среде с низкопроницаемыми включениями и ее возможные приложения // Физика Земли. 2022. № 2. С. 144–154.
- Baranov A., Morelli A., Chuvaev A. ANTASed – An Updated Sediment Model for Antarctica // Frontiers in Earth Science. 2021. V. 9. Article 722699.
- Baranov A., Morelli A. The structure of sedimentary basins of Antarctica and a new three-layer sediment model // Tectonophysics. 2023. V. 846. P. 299–313.
- Baranov A., Morelli A. The Moho depth map of the Antarctica region // Tectonophysics. 2013. V. 609. P. 299–313.
- Baranov A., Tenzer R., Bagherbandi M. Combined Gravimetric-Seismic Crustal Model for Antarctica. Surv. Geophys. 2018. V. 39. P. 23–56.
- Cesca S., Sugan M., Rudzinski L. et al. Massive earthquakes swarm driven by magmatic intrusion at the Bransfield Strait, Antarctica // Communications Earth & Environment. 2022. V. 3. Article 89.
- Christie F.D.W., Benham T.J., Batchelor C.L. et al. Antarctic ice-shelf advance driven by anomalous atmospheric and sea-ice circulation // Nature Geoscience. 2022. V. 15. P. 356–362.
- Climate at a Glance: Global Time Series: [Электронный ресурс] // NOAA National Centers for Environmental information. URL: https://www.ncei. noaa.gov/cag/. (Дата обращения: 08.07.2022).
- Cook A.J., Vaughan D.G. Overview of areal changes of the ice shelves on the Antarctic Peninsula over the past 50 years // Cryosphere. 2010. V. 4. P. 77–98.
- Danesi S., Morelli A. Structure of the upper mantle under the Antarctic Plate from surface wave tomography // Geophysical Research Letters. 2001. V. 28. P. 4395–4398.
- Domack E., Ishman S., Leventer A. et al. A chemotrophic ecosystem found beneath Antarctic Ice Shelf // Eos Trans. AGU. 2005. V. 86 (29). P. 269–272.
- Elsasser W.V. Convection and stress propagation in the upper mantle // The Application of Modern Physics to the Earth and Planetary Interiors / S. K. Runcorn (Ed.). N.Y.: John Wiley, 1969. P. 223–246.
- Fretwell P., Pritchard H.D., Vaughan D.G. et al. Bedmap2: improved ice bed, surface and thickness datasets for Antarctica // Cryosphere. 2013. V. 7. P. 375–393.
- Lay T., Kanamori H. An asperity model of large earthquake sequences, in Earthquake prediction: An international review / Simpson D.W., Richards P.G. (Eds.). AGU: Washington, D.C. 1981. P. 579–592.
- Lay T. The surge of great earthquakes from 2004 to 2014 // Earth and Planetary Science Letters. 2015. V. 409. P. 133–146.
- Lobkovsky L. Seismogenic-Triggering Mechanism of Gas Emission Activizations on the Arctic Shelf and Associated Phases of Abrupt Warming // Geosciences. 2020. V. 10 (11). Article 428.
- Lobkovsky L.I., Baranov A.A., Ramazanov M.M., Vladimirova I.S., Gabsatarov Y.V., Semiletov I.P., Alekseev D.A. Trigger Mechanisms of Gas Hydrate Decomposition, Methane Emissions, and Glacier Breakups in Polar Regions as a Result of Tectonic Wave Deformation. Geosciences. 2022. V. 12(10). P. 372.
- Lösing M., Ebbing J., Szwillus W. Geothermal heat flux in Antarctica: assessing models and observations by Bayesian inversion // Frontiers in Earth Science. 2020. V. 8. Article 105.
- Marshall G.J., Orr A., van Lipzig N.P.M. et al. The impact of a changing Southern Hemisphere Annular Mode on Antarctic Peninsula summer temperatures // Journal of Climate. 2006. V. 19. P. 5388–5404.
- Melosh H.J. Nonlinear stress propagation in the Earth’s upper mantle // Journal of Geophysical Research. 1976. V. 32 (81). P. 5621–5632.
- Meuler A.J., Smith J.D., Varanasi K.K. et al. Relationships between water wettability and ice adhesion // Applied Materials Interfaces, American Chemical Society. 2010. V. 2 (11). P. 3100–3110.
- Morelli A., Danesi S. Seismological imaging of the Antarctic continental lithosphere: a review // Global and Planetary Change. 2004. V. 42. P. 155–165.
- Scambos T.A., Bohlander J.A., Shuman C.A. et al. Glacier acceleration and thinning after ice shelf collapse in the Larsen B embayment, Antarctica // Geophysical Research Letters. 2004. V. 31. Article L18402.
- Smith J., Hillenbrand C.-D., Subt C. et al. History of the Larsen C Ice Shelf reconstructed from sub–ice shelf and offshore sediments // Geology. 2021. V. 49 (8). P. 978–982.
- Straume E.O., Gaina C., Medvedev S. et al. GlobSed: Updated total sediment thickness in the world’s oceans // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2019. V. 20. P. 1756–1772.
- Thurber A.R., Seabrook S., Welsh R.M. Riddles in the cold: Antarctic endemism and microbial succession impact methane cycling in the Southern Ocean // Proceeding of the Royal Society B, Biological Sciences. 2020. V. 287. Article 20201134.
- Wadham J.L., Arndt S., Tulaczyk S. et al. Potential methane reservoirs beneath Antarctica // Nature. 2012. V. 488. P. 633–637.
- Wang S., Liu H., Jezek K. et al. Controls on Larsen C Ice Shelf retreat from a 60-year satellite data record // Journal of Geophysical Research: Earth Surface. 2022. V. 127. Article e2021JF006346.
- Wille J.D., Favier V., Jourdain N.C. et al. Intense atmospheric rivers can weaken ice shelf stability at the Antarctic Peninsula // Communications Earth & Environment. 2022. V. 3. Article 90.