Tajemnicze wstrząsy na Grenlandii. Wyniki badań są zaskakujące

Najnowsze badania na Grenlandii ujawniły nieoczekiwane związki między zmianami klimatycznymi a trzęsieniami ziemi. Naukowcy odkryli, że potężne osuwisko w fiordzie Dickson wygenerowało falę stojącą, która była wykrywana przez sejsmografy aż przez dziewięć dni. Co więcej, badania sugerują, że topniejące lodowce mogą wywoływać zarówno osuwiska, jak i zwiększać aktywność sejsmiczną.

16 września 2023 roku, światowe stacje monitorowania sejsmicznego wykryły dziwny sygnał, który utrzymywał się przez dziewięć dni. Sejsmolodzy, w tym Stephen Hicks z University College London, byli zaskoczeni jego nieustanną obecnością. „Początkowo nie wiedzieliśmy, co to za zjawisko. Nazwaliśmy je niezidentyfikowanym obiektem sejsmicznym (USO)” – wspomina Hicks w rozmowie z magazynem “New Scientist”.

Źródłem tego sygnału okazało się być osuwisko, które miało miejsce na Grenlandii, w fiordzie Dickson. Kiedy część zbocza góry i spoczywającego na niej lodowca osunęła się do wody, powstało tsunami o wysokości 110 metrów. To był jednak tylko początek zjawiska. Woda, kołysząc się w fiordzie z określoną częstotliwością, wygenerowała falę stojącą, nazywaną sejszą. Zjawisko to zostało zarejestrowane przez stacje sejsmiczne na całym świecie.

W wyniku osuwiska fala w fiordzie poruszała się tam i z powrotem, z częstotliwością 11 miliherców, co odpowiada powtórzeniom co 90 sekund.

Zaraz po tsunami wznosiła się na wysokość 7 metrów po obu stronach fiordu. W ciągu kilku dni opadła do wysokości zaledwie kilku centymetrów – była tak mała, że okręt duńskiej marynarki wojennej, który wpłynął do fiordu trzy dni po osuwisku, nie zauważył jej. Ale sejsza trwała i prawdopodobnie utrzymywała się długo po dziewięciu dniach, kiedy nie była już wykrywalna przez odległe stacje sejsmiczne. „Nikt nigdy nie zarejestrował sejszy, która trwała tak długo lub rozpraszała swoją energię tak powoli” mówi Hicks.

Jednym z kluczowych czynników, który przyczynił się do długiego utrzymania fali, był unikalny kształt fiordu Dickson. Lodowiec blokował jeden koniec fiordu, a okrągłe dno działało jak bujany fotel, co umożliwiło długie zachowanie energii wody. „Zamiast szybkiego rozproszenia energii, fiord działał jak pułapka” – wyjaśnia Hicks.

Osuwisko w fiordzie Dickson było bezpośrednim skutkiem zmian klimatycznych. Topnienie lodowców osłabiło stabilność stromych zboczy gór, co doprowadziło do osunięcia się 25 milionów metrów sześciennych skał i lodu. Było to pierwsze takie osuwisko odnotowane we wschodniej Grenlandii. Szczęśliwie, gdy lodowiec i zbocze góry runęły do wody i wywołały tsunami, w okolicy nie było ludzi. Tsunami zniszczyło jedynie sprzęt wykorzystywany przez naukowców do monitorowania tego obszaru i dwie myśliwskie chaty. Fjord ten jest jednak odwiedzany regularnie przez statki wycieczkowe.

Takie zjawiska, jak podkreśla Hicks, będą coraz częstsze w wyniku globalnego ocieplenia. „Zmiany klimatyczne mają teraz wpływ nie tylko na atmosferę i oceany, ale także na powierzchnię Ziemi pod naszymi stopami” – mówi Hicks.

Badania wskazują, że zmiany klimatyczne wpływają nie tylko na osuwiska, ale także na trzęsienia ziemi i erupcje wulkaniczne. Topniejące lodowce i wzrastające opady deszczu mogą zmieniać nacisk wywierany na skorupę ziemską, co z kolei prowadzi do wzrostu aktywności sejsmicznej.

Matthew Blackett, geolog z Coventry University podkreśla, że kiedy lodowce topnieją, woda przedostaje się do szczelin skorupy ziemskiej, co prowadzi do ich poszerzenia i osłabienia. W regionach sejsmicznie aktywnych, takich jak Himalaje, intensywne opady w okresie monsunowym zwiększają nacisk na skorupę ziemską, stabilizując ją. Jednak po zakończeniu monsunu, gdy woda opada, dochodzi do destabilizacji, co prowadzi do wzrostu liczby trzęsień ziemi.

Badania wskazują, że zmiany klimatyczne mogą nasilić ten mechanizm. Modele klimatyczne sugerują, że intensywność opadów w rejonie Azji Południowej wzrośnie w wyniku globalnego ocieplenia, co z kolei może zwiększyć liczbę zimowych trzęsień ziemi spowodowanych „odskokiem” skorupy ziemskiej.

Zjawisko to nie jest ograniczone tylko do opadów deszczu. Topniejące lodowce również odgrywają kluczową rolę. Pod koniec ostatniego zlodowacenia, około 10 000 lat temu, topniejące lodowce spowodowały odbicie skorupy ziemskiej, co wywołało liczne trzęsienia ziemi. Podobne zjawiska miały miejsce w Skandynawii, gdzie topnienie lodu destabilizowało region tektoniczny, prowadząc do trzęsień ziemi o magnitudzie przekraczającej 8,0.

Zmiany klimatu wpływają także na aktywność wulkaniczną. Badania wykazały, że zmiany w obciążeniu lodowcowym na skorupę ziemską mogą prowadzić do wzrostu aktywności wulkanów. Kiedy lodowce topnieją, zmniejsza się nacisk na skorupę ziemską i podłoże. Proces ten, zwany topnieniem dekompresyjnym, powoduje, że materiał z płaszcza Ziemi topnieje, tworząc magmę, która napędza erupcje wulkaniczne.

Przykładem tego jest Islandia, gdzie wulkaniczne erupcje są napędzane przez sezonowy proces topnienia lodowców. Erupcje wulkanów Grímsvötn i Katla regularnie występują w lecie, kiedy lodowce cofają się, Podobne zmiany towarzyszyły też w przeszłości zmianom klimatycznym. Gdy około 5500–4500 lat temu klimat Ziemi na krótko się ochłodził, lodowce na Islandii zmniejszyły swoją aktywność, co potwierdza analiza osadów popiołu wulkanicznego rozsianych po całej Europie. Gdy chłodny okres się skończył, aktywność wulkanów ponownie wzrosła, choć z opóźnieniem wynoszącym kilkaset lat.

Odkrycia z Grenlandii oraz badania nad wpływem klimatu na aktywność sejsmiczną sugerują, że w miarę topnienia lodowców i wzrostu opadów, należy spodziewać się większej liczby zjawisk sejsmicznych. Te procesy pokazują, jak głęboko zmiany klimatu wpływają na naszą planetę, sięgając nawet do jej skorupy.