Странные катастрофические оползни начинаются по всему Крайнему Северу

Почти десять лет назад пилот вертолёта, летавший над Северо-Западными территориями Канады, заметил нечто странное: оползень настолько огромный, что перекрыл реку и создал озеро. Но не способность запрудить реку делала этот оползень необычным. То, что он увидел, было не просто новым для ландшафта — оно было новым для науки. Исследователи назвали это «оползнем отрыва мерзлоты».

В недавней работе группа учёных описывает два таких события в регионе: одно протяжённостью около 1,2 километра, другое — около 3,2 километра. Вместе они переместили около 23 миллионов кубических метров земли. В отличие от других оползней, которые обрушивают вниз по склону поток дождевой воды, грязи и камней, оползни отрыва мерзлоты происходят, когда мёрзлые грунты деградируют и земля обрушивается катастрофически. Что ещё страннее: оба оползня начались три десятилетия назад во время лесного пожара, который медленно преобразовывал мерзлоту, пока земля не обрушилась за несколько часов или дней вдоль реки Джонсон в 2017 году и реки Редстоун в 2018-м.

Когда исследователи посетили места оползней, они нашли в них глыбы мёрзлого материала длиной до 200 метров. «Это очень драматичное проявление меняющегося климата, — сказал геолог Джозеф Янг, ведущий автор работы, проводивший исследование в Альбертском университете. — Они начали происходить только в последние 10–15 лет, и это очень резкое и внезапное изменение ландшафта».

Мерзлота — крупный планетарный фактор неопределённости. Проще говоря, это грунт, который остаётся мёрзлым два года или дольше и содержит лёд, мёртвые растения, а также грязь, камень или песок. По всему Северному полушарию зоны мерзлоты покрывают площадь в два с половиной раза больше континентальной части США. Поскольку Арктика нагревается в четыре раза быстрее остальной планеты, мерзлота сейчас тает так быстро, что выгрызает в ландшафте огромные ямы — явление, известное как термокарст, — и при этом выпускает облака парниковых газов.

Нечто похожее происходит и с оползнями отрыва мерзлоты, только масштаб одного события гораздо больше. «Я думаю, это удивительно, что мы открываем новый тип термокарста, — сказал Дэвид Олефельдт, почвовед из Альбертского университета, изучающий мерзлоту, но не участвовавший в новой работе. — Это тип обрушения земли из-за таяния мерзлоты, который раньше не наблюдался».

Нарушение началось в 1995 году, когда лесной пожар прошёл через регион. Пламя сожгло растительность, которая обычно затеняла мерзлоту, сохраняя её прохладной в солнечные северные летние дни. Земля, таким образом, потеряла своего рода тепловой щит. «Примерно через 20 лет этот тепловой след от сгоревшего леса может достичь основания мерзлоты, — сказал Янг. — Он слабый, но он есть».

Обрушение мерзлоты, таким образом, шло снизу вверх через смесь грунта, льда и органического материала, из которых она состояла. По мере того как основание нагревалось — даже слегка — распространялись трещины напряжения. Это создавало на поверхности лужи относительно тёплой воды, которые ещё больше проникали в мерзлоту. По мере деградации эта смесь сползала вниз со скоростью несколько метров в год, увеличиваясь примерно до 25 метров в год, прежде чем всё внезапно обрушилось как оползень отрыва. «Такое движение может создавать собственное высвобождение энергии из-за трения и растрескивания на дне», — сказал Владимир Романовский, геофизик мерзлоты и почётный профессор Аляскинского университета в Фэрбенксе, не участвовавший в новом исследовании. Ледники — огромные листы льда, сползающие вниз, — делают то же самое, внезапно устремляясь вперёд и ускоряясь.

Поскольку исследователи нашли те огромные глыбы мёрзлого материала, они могут сказать, что мерзлота в конечном счёте разрушилась снизу. То есть если бы они нашли вместо этого кучу грязи в зоне оползня, это могло бы говорить о том, что земля деградировала сверху, по мере того как мерзлота медленно превращалась в кашу.

Смятение не прекратилось в момент обрушения. Было перемещено так много материала, что по обе стороны оползня остались стены мерзлоты, которые затем оказались под солнцем. «То, что у вас есть этот крупный отрыв, не значит, что всё кончено, — сказал Янг. — На самом деле это значит, что вы открыли больше возможностей для обрушения».

Последствия могут простираться далеко за пределы Северо-Западных территорий. По мере таяния мерзлоты микробы начинают питаться органическим материалом внутри, выделяя парниковые газы при переваривании. Это может запускать петлю обратной связи: более тёплые температуры высвобождают больше углерода, что ведёт к большему потеплению и большему количеству углерода, и так далее. «Это крупная глобальная проблема, — сказала Мириам Джонс, исследователь-геолог, изучающая мерзлоту в Геологической службе США, но не участвовавшая в этой работе. — Это обратная связь, которую многие из нас изучают».

В то же время растения быстро продвигаются на север со скоростью километров за десятилетие — явление, известное как арктическое озеленение. В некоторых районах растущее число кустарников задерживает снег, не давая зимнему холоду проникать в подстилающую мерзлоту и тем самым ускоряя её исчезновение. Больше растений также означает больше топлива для лесных пожаров, которые запускают оползни отрыва мерзлоты. Как будто этого мало, северные пожары имеют тенденцию гореть в торфе — богатом углеродом материале, накапливающемся в земле веками. Эти «зомби-пожары» настолько живучи, что могут тлеть под землёй даже когда сверху падает снег, снова появляясь во время весенней оттепели и выпуская ещё больше углерода в атмосферу.

Теперь вопрос: сколько ещё этого согревающего планету газа может выделяться из оползней отрыва мерзлоты по мере размножения бактерий после них? «Короткий ответ: мы не знаем сколько, потому что мы это не охарактеризовали и не классифицировали, — сказал Янг. — Но это может быть довольно серьёзно, просто из-за размера этих образований».

Действительно, предыдущие исследования показали, что гораздо меньшие случаи внезапного таяния мерзлоты могут производить значительные выбросы углерода. «Я ожидаю, что мы увидим больше таких сюрпризов, — сказал Олефельдт, — по мере того как мы пересекаем пороги в других регионах, которые имеют такую уязвимость к обрушению».

Вопрос, который остаётся: если оползни отрыва мерзлоты начались только 10–15 лет назад, то сколько ещё таких событий произойдёт, прежде чем мы поймём, сколько углерода они выбрасывают — и не окажется ли, что эти обрушения сами становятся ускорителем того самого потепления, которое их вызывает?