Как изменение климата может вызвать больше землетрясений и вулканических извержений
Вулканическое извержение на полуострове Рейкьянес в Исландии в мае 2021 года. Thorir Ingvarsson/Shutterstock.
Земной климат быстро меняется. В некоторых районах быстрорастущая температура увеличивает частоту и вероятность лесных пожаров и засух. В других районах они делают ливни и штормы более интенсивными или ускоряют темпы таяния ледников.
Прошлый месяц является ярким примером именно этого. Части Европы и Канады разоряются лесными пожарами, тогда как Пекин зафиксировал свои самые сильные дожди за по крайней мере 140 лет. При взгляде дальше назад, с 2000 по 2019 годы глобальные ледники теряли около 267 гигатонн льда в год. Таяние ледников способствует повышению уровня морей (повышение на данный момент составляет около 3,3 мм в год) и вызывает больше побережных опасностей, таких как наводнения и эрозия.
Однако исследования показывают, что наше изменяющееся климатическое воздействие может оказывать влияние не только на опасности на поверхности Земли. Изменение климата, в частности повышение интенсивности дождей и таяние льдов, также могут ухудшить опасности под поверхностью Земли, такие как землетрясения и вулканические извержения.
Засухи в Европе и Северной Америке получили много внимания в последние время в СМИ. Однако Шестой доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата в 2021 году показал, что средние осадки действительно увеличились во многих мировых регионах с 1950 года. Теплый атмосферный воздух может удерживать больше водяного пара, что, в конечном итоге, приводит к более высоким уровням осадков.
Интересно, что геологи давно выявили связь между скоростью осадков и сейсмической активностью. В Гималаях, например, частота землетрясений зависит от ежегодного цикла осадков в летний муссонный сезон. Исследования показывают, что 48% гималайских землетрясений приходится на более сухие месяцы перед муссоном – март, апрель и май, в то время как всего 16% происходит в муссонный сезон.
Во время летнего муссонного сезона вес до 4 метров осадков сжимает земную корку как вертикально, так и горизонтально, стабилизируя ее. Когда вода исчезает зимой, эффективное “отскакивание” делает регион неустойчивым и увеличивает количество землетрясений.
Количество землетрясений, произошедших сезонно с 2003 по 2020 год
В период перед муссоном количество землетрясений увеличивается. Shashikant Nagale et al. (2022)/Geodesy and Geodynamics, CC BY-NC-ND
Изменение климата может усилить этот феномен. Климатические модели прогнозируют, что интенсивность муссонных дождей в южной Азии будет увеличиваться в будущем из-за изменения климата. Это может фактически усилить зимний отскок и вызвать больше сейсмических событий.
Воздействие веса воды на земную кору выходит за рамки просто осадков; оно также распространяется на ледничный лед. Как последний ледниковый период завершился примерно 10 000 лет назад, таяние тяжелых ледниковых масс вызвало поднятие частей земной коры. Этот процесс, называемый изостатическим восходом, подтверждается поднятыми пляжами в Шотландии, некоторые из которых находятся на высоте до 45 метров над текущим уровнем моря.
Доказательства из Скандинавии свидетельствуют, что такое поднятие, совместно с дестабилизацией региональной тектоники, вызвало многочисленные землетрясения между 11 000 и 7 000 лет назад. Некоторые из этих землетрясений достигали даже магнитуды 8,0, что указывает на серьезное разрушение и потерю жизни. Опасность заключается в том, что продолжающееся таяние ледникового льда сегодня может вызвать аналогичные последствия в других местах.
Поднятые пляжи в бухте Тонг на Шотландии. Патрик Бейли / Королевское географическое общество Шотландии, CC BY-NC-ND
Как насчет вулканической активности?
Исследования также нашли корреляцию между изменениями нагрузки ледников на земную кору и вулканической активностью. Примерно 5 500–4 500 лет назад климат Земли на короткое время охладился, и ледники начали расширяться в Исландии. Анализ осадочных отложений вулканического пепла, разлетевшегося по всей Европе, предполагает, что вулканическая активность на Исландии значительно уменьшилась в этот период.
Впоследствии после окончания этого холодного периода вулканическая активность увеличилась, хотя и с задержкой в несколько сотен лет.
Этот феномен можно объяснить весом ледников, сжимающих как земную кору, так и подлежащий мантию (в основном твердая масса внутренности Земли). Это поддерживало материал, составляющий мантию, под более высоким давлением, предотвращая его таяние и образование магмы, необходимой для вулканических извержений.
Тем не менее, оттаивание и связанная с ним потеря веса на поверхности Земли позволили произойти процессу декомпрессионного плавления, где более низкое давление облегчает плавление в мантии. Такое плавление привело к образованию жидкой магмы, которая питала последующую вулканическую активность на Исландии. Даже сегодня этот процесс отвечает за некоторую вулканическую активность на Исландии.
Извержения на двух вулканах, Гримсвотн и Катла, регулярно происходят в летний период, когда ледники отступают.
Таким образом, вполне вероятно, что продолжающееся отступление ледников из-за глобального потепления может потенциально увеличить вулканическую активность в будущем. Тем не менее, временной лаг между изменениями в ледниках и вулканической реакцией на данный момент обнадеживает.
Вулкан Катла, покрытый ледником Мирдалсйёкюдль. muratart/Shutterstock
Влияние изменения климата становится все более очевидным, и необычные погодные явления становятся нормой, а не исключением. Однако косвенные последствия изменения климата для земли под нашими ногами не так широко известны или обсуждаются.
Это должно измениться, если мы хотим минимизировать эффекты изменения климата, которые уже навсегда затронули наш мир.
Автор: Matthew Blackett
