Подводный сейсмометр обнаружил ранее неизвестное стойкое сотрясение ледника Гренландии

Отел перед ледником Боуден. Фото: Евгений Александрович Подольский.

Базальный сдвиг ледников, оканчивающихся морем, определяет, насколько быстро они сбрасывают лед в океан. Тем не менее, непосредственно наблюдать такое базальное движение и определять, что контролировать, сложно: среда на переднем крае отела – одна из самых труднодоступных и сейсмически шумных, особенно на поверхности ледника, из-за сильно растрескавшегося льда и суровой погоды. условия.

Группа ученых из Университета Хоккайдо во главе с доцентом Евгением А. Подольским из Арктического исследовательского центра с помощью сейсмометров морского дна и поверхности обнаружила ранее неизвестные стойкие прибрежные сотрясения, вызванные скольжением ледника.

Их выводы были опубликованы в журнале Nature Communications.

Датчики для измерения ледникового движения потенциально могут быть размещены на вершине, внутри или под ледником; однако у каждого подхода есть свои недостатки. Например, поверхность ледников «шумная» из-за модулированных ветром и приливом трещин, которые могут подавлять все другие сигналы; в то время как внутри тише, это самая труднодоступная зона. Тем не менее, все эти места страдают от общих проблем, таких как дрейф станции, таяние и потеря уровня, низкие температуры и возможное разрушение инструментов из-за отела айсбергов.

Евгений Подольский, ведущий автор исследования, сборка донного сейсмометра в Каанааке, северо-запад Гренландии, июль 2019 г. (Фото: И. Асаджи).

В текущем исследовании ученые использовали сейсмометр морского дна (OBS), который был развернут рядом с фронтом отела ледника Боудойн (Кангерлуарсууп Сермия) для прослушивания ледотрясений, вызванных движением ледникового покрова. Таким образом они изолировали датчик от приповерхностного сейсмического шума, а также устранили все проблемы, связанные с размещением датчиков на самом леднике и поблизости. Данные, собранные ими с OBS, были сопоставлены с данными сейсмических измерений и измерений скорости льда на поверхности льда.

Анализ данных показал, что ледник создает непрерывные сейсмические толчки. В частности, широкополосный сейсмический сигнал (от 3,5 Гц до 14,0 Гц), обнаруженный OBS, хорошо коррелировал с движением ледника. Ученым удалось идентифицировать сигналы, не связанные с базальной динамикой ледников. Данные OBS были необходимы для установления корреляции между толчками, обнаруженными наземными станциями, и смещением ледника, зарегистрированным с помощью GPS.

В процессе они продемонстрировали, что непрерывные сейсмические данные, которые исторически считались «шумом», содержат сигналы, которые можно использовать для изучения динамики ледников.

Ученые также предположили, что скольжение ледника похоже на медленные землетрясения. Характеристики толчка ледника Боудуан напоминают тектонические толчки в Японии и Канаде. Более того, наличие тремора соответствует недавним теоретическим моделям и лабораторным экспериментам в холодном состоянии.

Ученые представили новый метод сбора непрерывной гляциосейсмической информации о движении ледников в чрезвычайно шумной и суровой полярной среде с использованием сейсмологии морского дна. «Дальнейшие исследования в этой области могут быть сосредоточены на воспроизведении и расширении результатов этого исследования на других ледниках», – говорит Евгений Подольский.

«Экспериментальная поддержка связи между толчками ледников и тектоническими толчками предполагает, что долгосрочный междисциплинарный подход будет полезен для полного понимания этого явления».