Таяние льда может привести к снижению уровня моря

Бред? Отнюдь. Уровень моря не будет меняться одинаковым образом повсеместно. Где-то вода отступит, а где-то зальёт берега.

Присядьте на берегу Гренландии и поставьте машину времени на быструю перемотку вперёд. В течение нескольких следующих веков вы увидите, как лёд тает и уровень моря растёт. Это предсказуемо. Но затем начнётся, как ни странно, обратный процесс: море будет отступать.

А всё дело в том, что море вовсе не плоское. Это вам не ванна со стоячей водой, а холмы и долины высотой и глубиной во много десятков метров. Они невидимы для наших глаз, ибо склоны их чрезвычайно пологи.

Морской пейзаж заметно не менялся несколько тысяч лет, но когда лёд растает и воды в океанах станет больше, положение холмов и долин сместится. И тогда Бостон и Нью-Йорк окажутся под угрозой затопления, а Шотландия, напротив, отвоюет у моря новые земли.

Это кажется вам маловероятным? Вы не одиноки. Океанографы долго не принимали столь экстравагантную идею, а вот физикам она приглянулась ещё в XIX веке, когда Роберт Вудворд из Геологической службы США задумался вот над каким вопросом. Почему во времена, когда основная часть Северной Америки была покрыта льдом, один край озера мог оказаться выше другого? Вероятно, любая большая масса на поверхности Земли, будь то континент или ледниковый щит, оказывает серьёзное гравитационное воздействие на окружающую её воду, создавая своего рода водяные горки. В 1888 году Вудворд опубликовал статью с расчётами изменений уровня моря на основании этого соображения.

Почти век спустя, в 1976 году, Уильям Фаррелл и Джеймс Кларк сочли нужным учесть влияние гравитации в расчётах изменения уровня моря в конце последнего ледникового периода. В следующем году Кларк и Крэйг Лингл на тех же основаниях попытались определить, что произойдёт, если истончится или исчезнет Западноантарктический ледовый щит. У них получилось, что уровень моря в целом вырастет, но в некоторых районах Южного океана снизится.

Написанные этими учёными статьи не легли под сукно (например, результаты второго исследования увидели свет во всемирно известном журнале Nature), однако океанографы продолжали строить упрощённые модели роста уровня моря, пророча его повсеместное повышение. Их авторы игнорировали не только выкладки физиков, но и данные мареографов, которые демонстрировали и демонстрируют значительные региональные различия в изменении уровня моря (хотя в среднем он растёт, спору нет). Кроме того, без особого внимания оставались и показания спутника TOPEX/Poseidon, который в 1990-х годах подтвердил влияние гравитации на морской пейзаж. (Здесь уместно привести гравитационную карту Земли, составленную спутником GOCE.)


Хотя гравитационный эффект забылся, в центре внимания океанографов оставался другой механизм, тоже открытый в XIX веке. Массивный ледяной покров давит на земную кору, и глубокая порода подаётся вбок, приводя к появлению выпуклостей по краям ледника. Когда лёд тает, кора возвращается в прежнее состояние. Ледники Северной Америки и Евразии были настолько тяжёлыми, что поверхность планеты под ними прогнулась на целых 500 м. Около 20 тыс. лет назад в связи с окончанием ледникового периода кора сначала восстанавливалась очень быстро, а потом этот процесс замедлился и не завершился до сих пор. Например, район Гудзонского залива поднимается примерно на сантиметр в год, а некогда вспученные области по-прежнему тонут. Естественно, уровень моря в этих местах будет расти и падать не так, как в других уголках Земли.

Но эти последствия ледникового периода не могут объяснить все региональные различия. Например, в Европе повышение уровня моря почему-то относительно медленное по сравнению со среднемировым. Океанографов это озадачивает, а отрицателей изменения климата приводит в восторг. Именно скептики и заставили геофизика Джерри Митровицу из Гарвардского университета (США) внимательнее изучить данный вопрос.

Он подверг сомнению «теорию ванны» ещё в 1990-х. Вместе с коллегами учёный провёл моделирование таяния ледникового щита и его воздействия на океан и всю Землю. Переместите вес на ободе колеса, и его баланс изменится. То же самое произойдёт с планетой, если удалить лёд. Например, если Гренландия растает, ось вращения сместится на полкилометра в направлении того места, где раньше был ледниковый покров. Экваториальная выпуклость, в свою очередь, чуть наклонится. И в результате морские холмы подрастут кое-где на полметра.

В 2001 году группа г-на Митровицы показала, что лишь учёт всех этих эффектов способен объяснить все географические аномалии в показаниях мареографов. И в последние годы гравитационный фактор наконец получил признание в океанографии.

Но неспециалисты по-прежнему в шоке: ну как уровень моря может упасть рядом с тающим ледником? И это «рядом» весьма условно: у гравитации длинные руки, и уровень моря способен снизиться в пределах 2 тыс. км от границы ледника.

Если Гренландия растает полностью, то уровень моря у берегов Шотландии уменьшится более чем на три метра, а в районе Исландии — на 10 м. В Европе уровень моря повысится, но всё же не на те страшные семь среднемировых метров, которыми нас пугают. Конечно, это означает, что где-то рост уровня моря будет выше среднего: так, Южной Америке придётся особенно плохо: там вода поднимется на 10 м.

Но погодите радоваться тому, что вы живёте всего в нескольких тысячах километров от Гренландии. Есть и другой дамоклов меч — Западная Антарктика. Она добавит 3–6 м к среднемировому повышению уровня моря, и картина будет совершенно иной. Если не учитывать Гренландии, уровень моря у берегов Антарктиды снизится, у южной оконечности Южной Америки рост будет незначительным, а больше всего не повезёт восточному побережью США, где рост уровня моря превысит среднемировой на 25%. И это притом, что там земная кора всё ещё медленно опускается после ледникового периода, примерно на 2–3 мм в год.

Испугались? Теперь давайте посмотрим, что происходит в действительности. Сегодня ледяной покров Гренландии теряет в два раза больше массы, чем Антарктика. Для Европы это хорошая новость. Но что будет дальше? Последние исследования говорят о том, что полное таяние Гренландского ледового щита неизбежно (если только не применить геоинженерные методы), но на это уйдут века или даже тысячелетия. И никто не знает наверняка, что всё-таки ждёт нас в будущем, ведь никогда ещё мир не нагревался так быстро, как сейчас, поэтому палеоклиматологические реконструкции тут не помогут.

Ещё труднее предсказать судьбу ледникового щита Западной Антарктики. Значительная его часть сидит ниже уровня моря, а тёплая вода растапливает лёд быстрее, чем тёплый воздух. И если тёплые течения подмоют основания ледников, они развалятся гораздо быстрее гренландских.

И вот тут точный расчёт гравитационного воздействия на уровень моря как никогда важен. Если море отступит, то тёплые течения будут не так сильно влиять на лёд Антарктики. Опубликованные в прошлом году выкладки говорят о том, что следует ожидать локального уменьшения уровня моря. Но не забываем про Гренландию, которая продолжает таять быстро и нагнетать воду к берегам Антарктиды. Результатом станет значительная потеря льда и там и там в ближайшую пару столетий.

Нечто подобное, по-видимому, произошло в последнее межледниковье, 114–130 тыс. лет назад. Тогда среднемировая температура была на 1–2 °С выше доиндустриального уровня: этой отметки мы достигнем примерно в середине века. Судя по древним пляжам и коралловым рифам, уровень моря в те времена превышал сегодняшний на 4–6 м. А новый анализ, проведённый в 2009 году с учётом всех факторов, показал, что разница могла превышать 8 м...

Когда с нами случится то же самое? Трудно сказать. Но всё-таки самыми безопасными будут, кажется, берега Европы.

Подготовлено по материалам NewScientist.