Лёд, вода и лёдотрясения

Ice, Water and Ice Shivering

До недавнего времени сейсмологи полагали, что землетря­сения магнитудой от семи и выше происходят на Земле один–два раза в месяц. Однако, как выяснилось в последнее время, есть на Земле место, где семибалльные землетрясения случаются по два раза на дню – это Западная Антарктида.

Толчки напоминали землетрясение. Но в отличие от земле­трясений, которые длятся несколько секунд, эти колебания про­должались десятки минут. С завидной периодичностью, каждые 12 часов во время высшей точки прилива по Западной Антарктиде расходились сейсмические волны. Отголоски этих сигналов реги­стрировались за тысячи километров от Антарктиды – сейсмог­рафами, установленными в Австралии. В тоже время, полярники на ледниках Западной Антарктиды эти ежедневные лёдотрясения не замечали.

Странная сейсмическая активность в прибрежных районах Антарктиды привлекла внимание ученых многих стран. Было обращено внимание на то, что сейсмические волны, полная энергия которых бы­ла эквивалентна землетрясению магнитудой 7, расходились по Западной Антарктиде с завидной периодичностью. Обычное семибалльное землетрясение длится лишь несколько секунд, что приводит к яростной тряске земной коры. Лёдотрясения на ледниках За­падной Антар­к­ти­ды дли­лись от 10 до 23 минут, то есть бы­ли в сотню-дру­гую раз медленнее. Анализ сигналов, полу­ченных с раз­ных сейсмогра­фов, по­казал, что эти каж­доднев­ные толч­ки не связаны с сей­с­ми­ческой актив­ностью земной ко­­ры, а причи­ной их возник­нове­ния ока­за­лось взаимодей­ствие одного из ледников и морс­ких приливов. Бы­ло установлено, что их источни­ком был один и тот же участок погружённого в море Росса и его льды ползущего ледового потока Вил­лан­са (Whil­lans Ice Stream) Западно-антарктического ледового щита (рис.1). Этот ледник раз­мером примерно 100 км на 200 км и средней толщиной около 600 метров уже задавал загадки учёным. Известно, что в отличие от многих своих собратьев, этот ледовый поток не сползает в море с постоянной скоростью, а движется рывками, смещаясь на 20–30 см  за шаг. И происходит это также каждые 12 часов.

Рис. 1

Теория "случайных совпадений" [1] утверждает, что слу­чайные совмещения трансформного разлома поверхности шельфа и трещины-шрама подошвы ледника могут привести к созданию "гигантской водяной пушки", в которой концентрируются в им­пульсах гигантские массы воды. Во время приливов в пространс­тве между шельфом и шельфовыми ледниками, в том числе, ползущим ледовым потоком Вил­лан­са, накапливаются под боль­шим давлением тысяче- и миллионнотонные массы воды. По шра­мам и разломам устремляются гигантские массы воды во время отлива. Импульсные течения по совмещенным разломам и шрамам при взаимодействии с геострофическими течениями выносят на поверх­ность океана в импульсе эти массы, которые и образует гигантские солитоны MaxWave.

Рис.2Фрагмент спутникового снимка ледового течения Вилланса, в центре виден деформирующийся участок. Фото с сайта environment.newscientist.com

Несколько иначе проте­кают процессы взаимодей­ствия ледника Вил­ланса с гидрофизи­че­скими особеннос­тями одного из морей Южного океана – моря Росса. От­ли­чие зак­лю­чено в том, что под скачущим ледовым тече­нием Вилланса обнаружена развет­в­лен­ная сеть рек и озер – озеро Инглхардта (Lake Engle­hardt), озеро Конвей (Lake Con­way) и др. Вода по межозерным про­токам может перетекать из од­ного подлед­ного резервуара в другой. Часть воды попадает в океан, другая часть превра­щается в лед. Еще одной фено­менальной особенностью обла­дает ползущий ледовый поток Вил­лан­са. Анализ полученных данных, а так же фотографий этого феномена со спутника показал, что на пути медленно ползущего ледника имеется каменная порода с высоким коэффициентом трения (рис.2). Это приводит к тому, что нижняя часть ледника прекращает свое движение, а верхняя продолжает, создавая значительное нап­ряжение в толще льда. Возможно поэтому вместо равномерного сползания в море ледник Вил­ланса пос­тоянно "залипает", продвигаясь рывками по 20-30 сантиметров каждые 12 часов. Причина такой периодичности – морские приливы. Когда насту­пает прилив, тысяче- и миллионнотонные массы воды по разломам и шрамам, рекам и межозерным протокам под гигантским давлением проникают под ледник, действуя как жидкостной домкрат приподнимают ле­дя­ной панцирь и перебра­сывают его на пике прилива через это препятствие, в результате чего движение ниж­ней части возобновляется. Происходит высвобождение нако­пленной за день энергии деформации. В соответствии теории "Случайных совпадений" такие процессы во время отлива по разломам, совмещенным со шрамами, реками и протоками вызы­вают не только выбросы на свободную поверхность океана в импульсе энергонасыщенных гиган­т­ских замкнутых объемов "заблокиро­ванных масс", которые мо­гут стать причиной обра­зования гигантских водяных монстров MaxWave, но и долго­периодические сейсмические колебания, напоминающие земле­трясения силой до 7 баллов, отголоски которых регистрировались даже в Австралии. Данные выводы очень важны для понимания, процессов, протекающих в антарктическом ледяном щите и для определения влияния, которое они могут оказать на уровень Мирового Океана.

При таком подходе наиболее жизнеспособной может быть концепция, в соответствии с которой ответ на проблему образования как чудовищных водяных монстров, так и загадочных землетрясений, сотрясающих Антарктиду по два раза в день можно получить путем исследования гидродинамического взаимо­действия ползущего ледового потока Вил­лан­са с гидродина­мическими особенностями в шельфовой зоне моря Росса, где в образовании чудовищных водяных монстров и лёдотрясений система рек и межозерных протоков, разломов и шрамов, может играть заметную роль. Здесь, возможно, кроется одна из загадок Мирового океана, разгадка которой может стать наиболее ярким подтверждением жизнеспособности выдвинутой концепции.

Литература.
1. Князюк А.Н Волны-Монстры. - К: "Изобретатель и рационализатор" №11 2004

*Опубликовано: - К: Альманах "KNOW - HOW WORLDARENA", 05/06 2008, с. 95-97