6 Minutės
Grenlandijos kieta plutа ne tokia stabili, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio. Per dešimtmečius susikaupęs ledynų masės padidėjimas ir pastarųjų dešimtmečių lydimasis, kartu su giliau veikiančiu paleodinaminiu atsigavimu po paskutiniojo ledynmečio, subtiliai lenkia ir tempia salos plutos skiltis, stumdamas ją į šiaurės vakarus vos kelių centimetrų per metus sparta. Tokie pokyčiai žmonių mastu atrodo menki, tačiau jie yra reikšmingi navigacijai, žemėlapių atnaujinimui ir mūsų supratimui apie paviršiaus reakciją į spartų klimato atšilimą. Grenlandijos plutos judėjimas, GPS matavimai ir glacialinis izostatinis prisitaikymas (GIA) sudaro sudėtingą tarpusavyje susijusių procesų visumą, kurią būtina tiksliai fiksuoti tiek geofizinei mokslui, tiek praktiniam inžineriniam planavimui.
Precision tracking: how scientists measured Greenland's slow drift
Tarptautinė mokslinė grupė, kuriai vadovavo Danijos Technikos Universitetas (DTU), sujungė daugiau nei dviejų dešimtmečių GPS stebėjimus iš 58 stotelių visoje Grenlandijoje su tūkstančiais papildomų GPS įrašų iš Šiaurės Amerikos bei kompiuteriniais modeliais, imituojančiais plutos ir mantijos judėjimus per pastaruosius ~26 000 metų. Toks daugiasluoksnis duomenų derinys leido atskirti bent tris persidengiančius judėjimo variklius: litosferos plokščių (tektoninių) jėgas, šiuolaikinį plutos atleidimą dėl pastarojo ledyno masės netekimo ir ilgalaikį glacialinį izostatinį prisitaikymą (GIA), kuris tęsiasi nuo paskutiniojo ledynmečio pabaigos. Naudojant aukštos kokybės GPS laiko eilutes, topografinį duomenų panaudojimą ir geodinaminius parametrinius modelius, tyrėjai galėjo atskirti horizontalias ir vertikalias komponentes, sumažinti triukšmą ir išskirti regioninius signalo skirtumus.
Rezultatai, publikuoti žurnale Journal of Geophysical Research: Solid Earth, rodo, kad Grenlandija juda į šiaurės vakarus maždaug 2 centimetrus (0,79 colio) per metus. Vietos mastu kai kurios pakrantės zonos plečiasi, tuo tarpu kiti regionai susitraukia ir kyla aukštyn. Atskirai išnagrinėjus horizontalius poslinkius — kurie dažnai yra sunkiau kiekybiškai įvertinami nei vertikalus pakilimas — tyrimas pateikia iki šiol tiksliausią žemėlapį, kaip Grenlandijos morfologija palaipsniui kinta. Ši tikslinimo procedūra apima kruopštų GPS stotelių koordinatų stabilizavimą, referencinių sistemų suderinimą (pvz., ITRF) ir korekcijas, susijusias su lokaliosiomis deformacijomis.
Why the island is twisting: three forces at work
Pirmasis veiksnys yra paprasta plokštinė tektonika: Grenlandija iš esmės juda kartu su Šiaurės Amerikos litosferos plokšte, kuri geologiniu mastu generuoja plataus masto jėgas ir poslinkius. Šios tektoninės kryptys ir greičiai gali užfiksuoti nuolatinį foninį poslinkį, kuris per ilgus laikotarpius pasireiškia kaip regioninė judėjimo tendencija. Ant šio foninio tektoninio lauko yra uždedamas antras sluoksnis — tiesioginė reakcija į pastarąjį ledo netekimą. Kai ledynai tirpsta ir recesuojasi, apkrova ant uolienų mažėja; pluta atsitiesia, atsigauna ir kai kuriose vietose išsiplečia į išorę.
Trečiasis ir ilgalaikiškiausias poveikis yra Glacial Isostatic Adjustment (GIA). Tai yra lėtai veikiantis, viskozinis mantijos atšokimas po to, kai milžiniškos ledyno dangos per paskutinį ledynmetį įdubino plutą ir išspaudė mantiją. GIA sukelia tiek vertikalius pakilimus, tiek horizontalų paleidimą ir deformacijas, kurios gali tęstis tūkstančius metų po to, kai ledas išnyko. Šios lėtos reakcijos komponentės kartais veikia priešinga kryptimi nei greiti, šiuolaikiniai ledų netekties signalai, todėl bendras plutos judėjimas — tiek horizontalus, tiek vertikalus — yra sudėtingas rezultatas, gaunamas iš kelių priežasčių superpozicijos.
„Apskritai tai reiškia, kad Grenlandija šiek tiek mažėja, tačiau tai gali pasikeisti ateityje, atsižvelgiant į spartėjantį ledo tirpimą, kurį stebime dabar“, — sako Danjal Longfors Berg, DTU geofizikas. Paprastai tariant: pastarųjų dešimtmečių tirpimas stumtelėjo kai kurias salos dalis į išorę ir aukštyn, tuo tarpu giluminiai, senovinio ledynmečio sukeliami procesai vis dar traukia kitas teritorijas priešinga kryptimi. Šis konfliktas tarp trumpalaikių (klimatinių) ir ilgalaikių (geologinių) jėgų yra kertinis aspektas, kurį reikia įvertinti, kai formuojamos prognozės apie ateities paviršiaus pokyčius.
Grenlandija juda į šiaurės vakarus. (Berg et al., J. Geophys. Res. Solid Earth, 2025)
What this means for navigation, climate science and hazards
Topografiniai matavimai, geodezinės nuorodos ir navigacija priklauso nuo stabilių atskaitos taškų. Jei orientyrai, matavimo stotys ir pakrančių žymos juda po kelis centimetrus per metus, jūrlapiai, vietinio ir globalaus pozicionavimo sistemos (pvz., GNSS) bei vietinės infrastruktūros planavimas turi būti reguliariai atnaujinami. Be to, tikslios plutos judėjimo modelizacijos yra esminės klimato mokslininkams, norint atskirti lokalų jūros lygio kilimą (ar sumažėjimą) nuo pasaulinių tendencijų; be šių korekcijų, vietinės nuokrypos galėtų klaidingai interpretuoti klimato signalus ar jūros lygio prognozes.
Taip pat egzistuoja platesnės geofizinės pasekmės. Kuo labiau sumažėja ledas ir keičiasi apkrova, tuo intensyviau reaguoja pluta ir viršutinė mantija — procesas, kurį ankstesni tyrimai siejo su padidėjusiu seismiškumu, galimu vulkaninių sistemų „prabudimu“, taip pat ekologinėmis permainomis, kurios gali sustiprinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išsiskyrimą iš ką tik atidengtų dirvožemių. Išlaisvinti organiniai anglies šaltiniai iš atitirpstančių, anksčiau įkalintų gruntų bei pelkių gali papildyti atmosferos CO2 ir CH4 kiekį, todėl geomorfologiniai pokyčiai yra ne tik inžinerinė problema, bet ir sudėtingas klimatinis atsakas.
Autoriai pabrėžia nuolatinio stebėjimo svarbą: tęstiniai GPS matavimai, papildomi radarinių interferometrijos duomenys (InSAR), gravimetrijos stotys ir tobulinami geodinaminiai modeliai leis pažangesnėms prognozėms apie tai, kaip Grenlandija — ir visa planeta — prisitaiko prie aukštų platumų ledo dangų nykimo. Tokie duomenys reikalingi ne tik moksliniams tikslams, bet ir praktiniam valdymui: infrastruktūros projektavimui, navigaciniams standartams, pakrančių apsaugos strategijoms ir tarptautinėms klimato politikos diskusijoms.
„Svarbu sekti šiuos poslinkius, ne tik geoscientijos tikslais, bet ir dėl praktiškų priežasčių — pavyzdžiui, žemėlapių rengimo ir jūrų saugumo“, — priduria Berg. Nauja duomenų bazė suteikia mokslininkams ir politikams tvirtesnį pagrindą numatyti pokyčius sparčiai šylančiame Arkties regione. Remiantis šiuo tyrimu, rekomenduojama sustiprinti regionines GPS tinklų priežiūras, integruoti duomenis su klimatiniais modeliais ir koordinuoti stebėjimus tarp šalių, kurios turi interesų Arkties valdose.
Praktiniai žingsniai, kurie gali būti išvedami iš šių išvadų, apima: nuolatinį navigacinių žemėlapių atnaujinimą, vietinių ir tarptautinių referencinių sistemų suderinimą, infrastruktūros projektų atsparumo didinimą (ypač pakrančių ir uostų zonoje), bei platesnį geologinių rizikų įvertinimą, įskaitant galimą stipresnę seismiką ir vulkaninę veiklą tam tikruose regionuose. Taip pat reikia apsvarstyti aplinkosaugos priemones, kurios sumažintų anglies skilimo pasekmes ir užtikrintų, kad atidengtos buvusios ekosistemos būtų tvarkomos taip, kad būtų minimizuotas papildomas šiltnamio efektą skatinančių dujų išsiskyrimas.
Galų gale, Grenlandijos horizontalaus ir vertikalaus judėjimo dokumentavimas atskleidžia, kaip klimato pokyčiai ir geologiniai procesai yra giliai susipynę. GPS matavimai ir GIA modeliai ne tik padeda suprasti praeitį — jie suteikia instrumentus prognozuoti ateitį ir planuoti sprendimus, kurie gali sumažinti rizikas gyvybei, turtui ir aplinkai tiek regioniniu, tiek globaliu mastu. Todėl integruota stebėsena ir tarpdisciplininis bendradarbiavimas yra būtini, siekiant adekvačiai reaguoti į tolesnius pokyčius Arkties regione ir visame pasaulyje.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą