В сентябре 2023 года наблюдался необъяснимый глобальный сейсмический сигнал, который появлялся каждые 90 секунд в течение девяти дней, а затем повторился месяц спустя. Почти через год два научных исследования предположили, что причиной этих сейсмических аномалий были редкое явления под названием сейш (seiche), вызванные двумя гигантскими оползнями в отдаленном фьорде на востоке Гренландии. Оползни произошли из-за таяния местного безымянного ледника. Портал Hi-Tech Mail рассказывал об этих событиях в своем материале.
Всколыхнувшаяся огромная масса воды в узком фьорде попала в ловушку, образовав так называемые стоячие волны, которые ритмично прокатывались взад и вперед между берегами, вызывая те самые сейсмические сигналы. Похожее явление в миниатюре можно наблюдать в наполненной ванне, столкнув в воду объемный тяжелый предмет.
Однако до сих пор ученым ни разу не удавалось провести наблюдение сейшей вживую, которое могло бы безусловно подтвердить эту теорию. Экипаж датского военного корабля, посетившего фьорд через три дня после затухания сейсмических колебаний, уже не наблюдал волны, недавно сотрясавшие Землю.
Ученые из Оксфорда использовали новые методы анализа для интерпретации данных спутниковой альтиметрии. Они позволяют измерить высоту земной поверхности (включая океан), регистрируя время, требуемое радиолокационному импульсу для прохождения от спутника до поверхности и обратно. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
До сих пор обычные спутниковые высотомеры не могли фиксировать данные о морской волне из-за больших промежутков между наблюдаемым событием и моментом создания профили поверхности моря в компьютерном приложении. Иными словами, поверхность моря меняется быстрее, чем прибор способен это зафиксировать.
В новом исследовании использовались данные, полученные с помощью инновационного спутника Surface Water Ocean Topography (SWOT), запущенного в декабре 2022 года. Он способен отображать в 2D-формате высоту 90% водной поверхности земного шара. В основе SWOT лежит ультрасовременный радиолокационный интерферометр Ka-диапазона (KaRIn), который использует две антенны, установленные на 10-метровой штанге по обе стороны от спутника. Антенны работают синхронно для триангуляции отраженных морем импульсов радара. Это позволяет им измерять уровень океана и внутренних вод с беспрецедентной точностью (разрешение до 2,5 м) на участке шириной 50 км.
Используя данные KaRIn, исследователи составили карты высот Гренландского фьорда в различные моменты времени после двух цунами. На них были показаны четкие поперечные волны с перепадами высот до двух метров. Важно отметить, что волны на этих картах расходились в противоположных направлениях. Это показывает, что вода двигалась по каналу взад и вперед.
Чтобы доказать свою теорию, исследователи связали эти наблюдения с возмущениями земной коры, зафиксированными на расстоянии тысяч километров. Эта связь позволила им восстановить характеристики волны даже для периодов, которые спутник не наблюдал. Исследователи также реконструировали погодные и приливные условия, чтобы подтвердить, что волны не могли быть вызваны ветрами или приливами.
Изменение климата приводит к появлению новых, невиданных экстремальных явлений. Эти экстремальные явления быстрее всего меняются в отдаленных районах, таких как Арктика, где наши возможности измерить их с помощью физических датчиков ограничены. Это исследование показывает, как мы можем использовать технологии спутникового наблюдения Земли. SWOT меняет правила игры в изучении океанических процессов в регионах с фьордами, в которые спутники предыдущего поколения заглянуть не могли.
Соавтор исследования профессор Оксфорда Томас Эдкок отметил, что теперь ученые с помощью SWOT смогут по-новому взглянуть на экстремальные явления в океане, такие как цунами, штормовые нагоны и аномальные волны. Однако, чтобы извлечь максимальную пользу из этих данных, понадобятся инновации и использование машинного обучения для интерпретации получаемых результатов.
О том, как таяние гренландских ледников порождает трещины, а трещины ускоряют таяние льда, читайте здесь.