В сентябре 2023 года огромный оползень в Диксон-фьорде на востоке Гренландии спровоцировал мегацунами высотой более 200 метров вблизи места входа в воду. Это событие вызвало сейсмические сигналы, которые продолжались более недели и были зафиксированы в глобальном масштабе. Изучение этого события дает ценную информацию о последствиях потери вечной мерзлоты в результате глобального потепления.
Крупные оползни, способные вызвать цунами, происходят во фьордах (долинах, размытых ледником и занятых входом после отступления льда) Гренландии с доисторических времен. Однако ускоренная потеря вечной мерзлоты в результате глобального потепления приводит к дальнейшему снижению устойчивости этих районов и увеличению риска оползней и цунами.
Цунами во фьордах считаются одними из самых разрушительных стихийных бедствий. Одним из последних было цунами 2017 года во фьорде Каррат в Западной Гренландии. Оползень, вынесший почти 50 миллионов кубометров породы, вызвал цунами высотой более 90 метров, затопившее деревню Нуугаатсиак, разрушившее 11 домов и унесшее жизни 4 человек.
На восточном побережье страны также были зафиксированы мегацунами высотой более 100 метров, последствия которых ощущались по всей Европе. Один из таких случаев произошел в сентябре прошлого года в Диксон-фьорде, отдаленном районе восточной Гренландии, и о нем впервые сообщили очевидцы в социальных сетях. Это изолированное событие было также описано в официальном отчете о том, что аномально высокие волны ударили по военному объекту на острове Элла, расположенном в 60 километрах от фьорда.
Сейсмические сигналы были зафиксированы несколькими станциями по всему миру, что побудило ученых изучить механизм их возникновения и распространения. «Тот факт, что сигнал набегающей волны, вызванной оползнем в отдаленном районе Гренландии, можно наблюдать по всему миру и более недели, является захватывающим, и как сейсмологи, именно этот сигнал привлек наше внимание», — объясняет Анжела Каррильо-Понсе из Немецкого исследовательского центра геонаук в пресс-релизе Сейсмологического общества Америки.
В новом исследовании Каррильо-Понсе и ее коллеги изучают как сейсмические сигналы, так и спутниковые снимки региона, чтобы точно определить местоположение и реконструировать серию событий. «Анализ сейсмического сигнала может дать нам ответы на вопросы о происходящих процессах и даже привести к улучшению мониторинга подобных событий в будущем», — говорит эксперт.
Обзор сейсмических станций в Гренландии (черные треугольники), местоположение цунами (красный круг) и ближайшей сейсмической станции (красный треугольник).
Сейсмические волны, продолжавшиеся более недели
Анализ высокоэнергетических сейсмических сигналов и спутниковых снимков отсутствующего участка скалы на части утеса, граничащего с Диксон-фьордом, позволил исследователям проследить за прошлогодним цунами. Обвал скалы снес часть ледника и превратился в объединенную лавину из камня и льда, прежде чем достигнуть воды. Возникшее мегацунами достигло высоты более 200 метров вблизи места впадения в воду. Затем волны сохраняли среднюю высоту 60 метров на протяжении 10 километров вдоль фьорда.
Исследователи выделили два разных сейсмических сигнала: высокочастотный, вызванный оползнем, и очень длиннопериодный (VLP), вызванный цунами. Первый сигнал имел частоту от 0,02 до 0,06 Гц и был зарегистрирован тремя сейсмическими станциями, расположенными менее чем в 600 километрах от фьорда. Второй, напротив, продолжался более недели, имел доминирующую частоту 0,0109 Гц и был зафиксирован на расстоянии до 5 000 километров от фьорда станциями в Германии и Северной Америке.
В Гренландии сигналы VLP наблюдались и ранее, но обычно они были связаны с обрушениями айсбергов, вызванными ледниковыми землетрясениями. Оползень, вызвавший цунами в Каррате, вызвал VLP продолжительностью 55 минут. Они также могут быть зарегистрированы в вулканической среде. Например, глубокий магматический резервуар на Майотте (Коморские острова) в 2020 году вызвал VLP продолжительностью 20 минут, который был зафиксирован в глобальном масштабе. Однако «в нашем случае мы также наблюдали сигнал VLP, но главным отличием была его большая продолжительность», — объясняет Каррильо-Понсе.
Эксперты предполагают, что этот особенно длинный сигнал VLP указывает на то, что оползень и вызванное им цунами создали «сейшу» — гидродинамическое явление, при котором постоянная стоячая волна, колеблющаяся взад-вперед, толкает воду к одной стороне водоема. В отсутствие внешней силы гравитация стабилизирует массу воды, содержащуюся в водоеме. С другой стороны, внешняя сила (порожденная оползнем) приводит эту массу воды в движение и толкает ее в одном направлении. Это вызывает дисбаланс, приводящий к стационарным колебаниям, которые могут продолжаться несколько дней.
Аэрофотоснимок района исследования, показывающий местоположение оползня (желтая звезда) на южном берегу Диксон-фьорда. Зеленый квадрат представляет собой упрощенную модель эффекта сейширования. Фаза 1 соответствует оползню, фаза 2 — вхождению оползня во фьорд, а фаза 3 — мегацунами, когда волны воды запускают процесс сейширования.
Хотя у них недостаточно данных, чтобы определить точную причину оползня и мегацунами, эксперты полагают, что это могло произойти из-за таяния вечной мерзлоты, которая дестабилизировала фьорд. Результаты исследования, описанные в журнале The Seismic Record, могут быть использованы для моделирования, направленного на прогнозирование других событий подобного рода.
