Гигантская воронка разверзлась в арктическом морском дне

Гигантские "карстовые воронки" - одна из которых может поглотить целый городской квартал с шестиэтажными зданиями - появляются на арктическом морском дне, так как подводная вечная мерзлота оттаивает, обнаружили ученые.

Но даже если антропогенное изменение климата приводит к повышению средней температуры в Арктике, у оттаивающей вечной мерзлоты, которая создает эти карстовые воронки, похоже, есть другой виновник - нагретые, медленно движущиеся системы подземных вод.

Арктическая вечная мерзлота на дне канадского моря Бофорта была погружена в воду около 12 000 лет, с конца последнего ледникового периода, когда талая вода от ледников покрывала этот регион. До сих пор замерзшее морское дно было скрыто от глаз ученых. По словам исследователей, эта отдаленная часть Арктики только недавно стала доступной для исследователей на кораблях, поскольку изменение климата приводит к отступлению морского льда.

Имея доступ к этому району, исследователи использовали как гидролокатор с судна, так и автономный подводный аппарат (AUV) для проведения батиметрических исследований с высоким разрешением в канадском море Бофорта.

"Мы знаем, что большие изменения происходят по всему арктическому ландшафту, но это первый раз, когда мы смогли применить технологию, чтобы увидеть, что изменения происходят и в море", - сказал в своем заявлении Чарли Полл, геолог из Исследовательского института аквариума Монтерей-Бей (MBARI). "Хотя обнаруженные нами подводные воронки являются результатом более долгосрочных, ледниково-межледниковых климатических циклов, мы знаем, что Арктика теплеет быстрее, чем любой другой регион на Земле", - добавил Полл, который руководил исследованием вместе со Скоттом Даллимором из Геологической службы Канады и Министерства природных ресурсов Канады, а также с международной группой исследователей.

Когда исследователи впервые начали проводить исследования морского дна в этом регионе в 2010 году, они сосредоточились на кромке шельфа и склоне в канадском море Бофорта. Примерно в 110 милях (180 км) от берега они заметили полосу необычно неровного рельефа морского дна длиной 59 миль (95 км). Этот участок морского дна когда-то обозначал границу плейстоценовой вечной мерзлоты во время последнего ледникового периода. Команда задалась вопросом, чем вызвана такая неровность океанского дна.

Чтобы понять, как эта неровность эволюционировала со временем и что может быть ее причиной, команда провела еще три исследования, используя AUV в 2013 и 2017 годах, а затем судовой гидролокатор в 2019 году. Эти снимки одних и тех же участков со временем показали появление крутобоких впадин неправильной формы. По словам исследователей, самый большой кратер, похожий на воронку, имеет внушительную длину 738 футов (225 метров), ширину 312 футов (95 метров) и глубину 92 фута (28 метров).

Вот как, по предположению исследователей, образуются круглые отверстия: По мере постепенного потепления оттаивает вечная мерзлота под арктическим шельфом, область, которая когда-то была заполнена твердым веществом (замерзшим грунтом), становится жидкой. Затем поверхностный материал обрушивается в эту заполненную жидкостью пустоту; такие обрушения морского дна происходят периодически с течением времени, говорят исследователи.

В некоторых районах, где отток теплых грунтовых вод более ограничен, морская вода на дне остается достаточно холодной, чтобы грунтовые воды, просачивающиеся вверх, замерзали, достигнув приповерхностных отложений. Замерзшие отложения расширяются, поднимаясь вверх и образуя небольшие конические насыпи, называемые пинго. Эти замерзшие бугры, прерванные карстовыми воронками, и являются причиной необычных неровностей, которые исследователи впервые заметили в ходе своих исследований.

Исследования также показали, что карстовые воронки со временем расширяются. "Продолжающееся увеличение некоторых впадин, наблюдаемое в течение нескольких съемок, указывает на то, что развитие этих впадин является частью продолжающихся процессов", - пишут исследователи в своей научной статье, опубликованной 14 марта в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Что касается причины, то, по мнению исследователей, вероятным виновником начала цикла являются медленные изменения климата, связанные с окончанием последнего ледникового периода, которые происходят уже тысячи лет. Когда погруженная в воду вечная мерзлота начинает таять, нагретые грунтовые воды из этой талой мерзлоты поднимаются вверх по дну все еще замерзшей вечной мерзлоты, что приводит к еще большему оттаиванию отложений, расположенных выше. Так продолжается процесс, в результате которого образуется множество провалов.