Земля начала «трястись» — открытие ученых

Наша планета буквально трясется под воздействием глобального потепления. В новом исследовании описано, как именно это происходит.

Усиление океанских волн измеряют так же, как землетрясения.

Когда океанские волны поднимаются и опускаются, они воздействуют на морское дно внизу и генерируют сейсмические волны. Эти сигналы настолько мощные, что проявляются в виде устойчивого гула на сейсмографах — тех же инструментах, которые используются для мониторинга и изучения землетрясений. 

В последние десятилетия волновой сигнал стал более интенсивным. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, ученые проследили этот рост по всему миру за последние 40 лет. Глобальные данные, наряду с другими океаническими, спутниковыми и региональными сейсмическими исследованиями, показали десятилетний рост энергии волн. Это совпадает с усилением штормов, вызванным повышением глобальной температуры.

Какое отношение сейсмология имеет к океанским волнам

Глобальные сейсмографические сети наиболее известны благодаря мониторингу и изучению землетрясений, а еще тем, что они позволяют ученым создавать изображения глубоких недр планеты.

Наша планета буквально трясется под воздействием глобального потепления.

Эти высокочувствительные приборы постоянно регистрируют огромное разнообразие природных и антропогенных сейсмических явлений, включая извержения вулканов, ядерные и другие взрывы, удары метеоритов, оползни и ледниковые землетрясения. Они также улавливают сейсмические сигналы от ветра, воды и деятельности человека. Например, сейсмографические сети наблюдали глобальное затишье антропогенного сейсмического шума, поскольку во время пандемии коронавируса во всем мире были введены меры по изоляции.

Наиболее распространенный сейсмический фоновый сигнал — непрерывный шум, создаваемый штормовыми океанскими волнами. Его называют глобальным микросейсмом.

Два типа сейсмических сигналов

Океанские волны генерируют микросейсмические сигналы двумя разными способами. Самый энергичный из двух, известный как вторичный микросейсм, пульсирует с периодом от 8 до 14 секунд. Когда волны движутся по океанам в разных направлениях, они мешают друг другу, создавая изменение давления на морском дне. Однако мешающие волны присутствуют не всегда, следовательно, это несовершенный показатель общей активности океанских волн.

Усиление океанских волн с конца 1980-х годов

Каждый круг представляет собой сейсмическую станцию, размер которой пропорционален вертикальному ускорению Земли на этой станции, сглаженному за три года. Красные круги обозначают периоды, когда колебания грунта превышают историческую медиану; синие обозначают периоды, когда они меньше. Синхронизированный график показывает медианную аномалию вертикального ускорения для всех станций и отражает циклы Эль-Ниньо и более выраженный рост в последние годы.

Второй способ, которым океанские волны генерируют глобальные сейсмические сигналы, называется первичным микросейсмическим процессом. Эти сигналы вызваны бегущими океанскими волнами, которые толкают и притягивают морское дно. Поскольку движение воды внутри волн быстро затухает с глубиной, это происходит в регионах, где глубина воды составляет около 300 метров. Первичный микросейсмический сигнал виден в сейсмических данных как устойчивый гул с периодом от 14 до 20 секунд.

О чем говорит трясущаяся планета

В новом исследовании ученые оценили и проанализировали историческую интенсивность первичного микросейсма начиная с конца 1980-х годов на 52 сейсмографических станциях по всему миру с длительной историей непрерывной регистрации.

«Мы обнаружили, что 41 (79%) из этих станций демонстрировали весьма значительный и прогрессивный рост энергопотребления на протяжении десятилетий. Результаты показывают, что глобальная средняя энергия океанских волн с конца 20-го века увеличивалась в среднем на 0,27% в год. Однако с 2000 года средний глобальный рост этого показателя увеличивался на 0,35% в год», — комментируют специалисты.

Ученые отметили изменение показателей в очень бурных регионах Южного океана вблизи Антарктиды. При этом волны в Северной Атлантике усиливались быстрее всего за последние десятилетия. Это согласуется с недавними исследованиями, предполагающими, что интенсивность штормов в Северной Атлантике возрастает. Пример — шторм Киаран, обрушившийся на Европу мощными волнами и ураганным ветром в ноябре 2023 года.

Многолетние записи микросейсм также показывают сезонные колебания сильных зимних штормов между Северным и Южным полушариями. В нем отражены эффекты затухания волн, вызванные ростом и сокращением морского льда в Антарктике, а также многолетние максимумы и минимумы, связанные с циклами Эль-Ниньо и Ла-Нинья, и их долгосрочное воздействие на океанские волны и штормы.

Новая работа ученых дополняет другие результаты исследований климата и океана. Вместе они показывают, что штормы и волны в мире усиливаются по мере потепления климата.

Предупреждение ученых

Океаны поглотили около 90% избыточного тепла, связанного с ростом выбросов парниковых газов в результате деятельности человека в последние десятилетия. Эта избыточная энергия может привести к разрушительным волнам и еще более мощным штормам.

«Наши результаты служат еще одним предупреждением для прибрежных сообществ, где увеличение высоты океанских волн может разрушить береговую линию и нанести ущерб инфраструктуре и земле. Последствия увеличения энергии волн еще больше усугубляются продолжающимся повышением уровня моря. И они подчеркивают важность смягчения последствий изменения климата и создания новых стратегий защиты окружающей среды», — заключают специалисты.