Jak wynika z nowego badania z udziałem naukowców z UCL, osuwisko w odległej części Grenlandii wywołało potężne tsunami, które przez dziewięć dni przemieszczało się tam i z powrotem przez fiord, generując wibracje na całej Ziemi.
Badanie opublikowane w czasopiśmie Science wykazało, iż ten ruch wody był przyczyną tajemniczego, globalnego sygnału sejsmicznego, który trwał dziewięć dni i wprawił sejsmologów w osłupienie we wrześniu 2023 r.
Pierwszym zdarzeniem, którego nie zaobserwowało ludzkie oko, było zapadnięcie się 1,2-kilometrowego szczytu górskiego do odległego fiordu Dickson, co spowodowało rozprysk wody na wysokość 200 metrów i falę o wysokości do 110 metrów. Fala ta, rozciągająca się na przestrzeni 10 km fiordu, zmniejszyła się do siedmiu metrów w ciągu kilku minut, obliczyli naukowcy, i spadłaby do kilku centymetrów w ciągu kilku dni.
Zespół zastosował szczegółowy model matematyczny, odtwarzając kąt osuwiska oraz wyjątkowo wąski i skomplikowany fiord, aby zademonstrować, jak chlupotanie wody mogło trwać przez dziewięć dni, a niewielka ilość energii mogła uciec.
Model przewidywał, iż masa wody przemieszczała się tam i z powrotem co 90 sekund, co odpowiadało zapisom drgań rozchodzących się w skorupie ziemskiej na całym globie.
Osuwisko, jak napisali badacze, było wynikiem przerzedzenia się lodowca u podnóża góry, który nie był w stanie utrzymać ściany skalnej nad nim. Ostatecznie było to spowodowane zmianą klimatu. Osuwisko i tsunami były pierwszymi zaobserwowanymi we wschodniej Grenlandii.
Współautor, dr Stephen Hicks z UCL Earth Sciences, powiedział: „Kiedy po raz pierwszy zobaczyłem sygnał sejsmiczny, byłem całkowicie zdezorientowany. Chociaż wiemy, iż sejsmometry mogą rejestrować różne źródła występujące na powierzchni Ziemi, nigdy wcześniej nie zarejestrowano tak długotrwałej, globalnie przemieszczającej się fali sejsmicznej, zawierającej tylko jedną częstotliwość oscylacji. To zainspirowało mnie do współprowadzenia dużego zespołu naukowców, aby rozwiązać tę zagadkę.
„Nasze badanie tego wydarzenia w zadziwiający sposób uwypukla skomplikowane powiązania między zmianami klimatu w atmosferze, destabilizacją lodu lodowcowego w kriosferze, ruchami zbiorników wodnych w hydrosferze i stałą skorupą ziemską w litosferze.
„Po raz pierwszy zarejestrowano chlupotanie wody jako drgania przechodzące przez skorupę ziemską, rozchodzące się po całym świecie i trwające kilka dni”.
Tajemniczy sygnał sejsmiczny — pochodzący z wibracji przez skorupę ziemską — został wykryty przez sejsmometry na całym świecie, od Arktyki po Antarktydę. Wyglądał zupełnie inaczej niż bogate w częstotliwości „dudnienia” i „pingi” z nagrań trzęsień ziemi, ponieważ zawierał tylko jedną częstotliwość wibracji, jak monotonny szum.
Gdy autorzy badania po raz pierwszy odkryli sygnał, oznaczyli go jako „USO”: niezidentyfikowany obiekt sejsmiczny.
W tym samym czasie do władz i badaczy pracujących w tym rejonie dotarły wieści o potężnym tsunami w odległym fiordzie na północnym wschodzie Grenlandii.
Naukowcy połączyli siły w ramach wyjątkowej, interdyscyplinarnej grupy składającej się z 68 naukowców z 40 instytucji z 15 krajów, łącząc dane sejsmograficzne i infradźwiękowe, pomiary terenowe, obrazy naziemne i satelitarne, a także symulacje fal tsunami.
Zespół wykorzystał również zdjęcia wykonane przez duńskie wojsko, które wpłynęło do fiordu zaledwie kilka dni po zdarzeniu, aby obejrzeć zawaloną ścianę góry i czoło lodowca, a także dramatyczne blizny pozostawione przez tsunami.
To właśnie połączenie lokalnych danych terenowych i zdalnych obserwacji na skalę globalną pozwoliło zespołowi rozwiązać zagadkę i odtworzyć niezwykłą, kaskadową sekwencję zdarzeń.
Główny autor, dr Kristian Svennevig z Geological Survey of Denmark and Greenland (GEUS), powiedział: „Kiedy wyruszyliśmy na tę naukową przygodę, wszyscy byli zdezorientowani i nikt nie miał najmniejszego pojęcia, co spowodowało ten sygnał. Wiedzieliśmy tylko, iż był on w jakiś sposób związany z osuwiskiem. Udało nam się rozwiązać tę zagadkę tylko dzięki ogromnemu interdyscyplinarnemu i międzynarodowemu wysiłkowi”.
Dodał: „Jako naukowiec zajmujący się osuwiskami, dodatkowym interesującym aspektem tego badania jest to, iż jest to pierwsze osuwisko i tsunami zaobserwowane we wschodniej Grenlandii, co pokazuje, iż zmiana klimatu ma już tam duże skutki”.
Zespół oszacował, iż do fiordu spadło 25 milionów metrów sześciennych skał i lodu (ilość ta wystarczyłaby do wypełnienia 10 000 basenów olimpijskich).
Potwierdzono rozmiary tsunami, jednego z największych obserwowanych w ostatnich latach, wykorzystując symulacje numeryczne oraz lokalne dane i obrazy.
Siedemdziesiąt kilometrów od miejsca osuwiska czterometrowe fale tsunami zniszczyły bazę badawczą na wyspie Ella Ø i zniszczyły obiekty dziedzictwa kulturowego i archeologicznego na całym systemie fiordów.
Fiord znajduje się na trasie powszechnie używanej przez statki wycieczkowe odwiedzające fiordy Grenlandii. Na szczęście żadne statki wycieczkowe nie znajdowały się w pobliżu Dickson Fjord w dniu osuwiska i tsunami, ale gdyby tak było, skutki fali tsunami tej wielkości mogłyby być katastrofalne.
Modele matematyczne odtwarzające szerokość i głębokość fiordu z bardzo wysoką rozdzielczością pokazały, w jaki sposób wyraźny rytm masy wody poruszającej się tam i z powrotem pasuje do sygnału sejsmicznego.
Badanie wykazało, iż w obliczu gwałtownie postępującej zmiany klimatu, coraz ważniejsze staje się charakteryzowanie i monitorowanie regionów wcześniej uważanych za stabilne, a także zapewnianie wczesnego ostrzegania przed potężnymi osuwiskami i tsunami.
Współautor Thomas Forbriger z Karlsruhe Institute of Technology powiedział: „Nie odkrylibyśmy ani nie bylibyśmy w stanie przeanalizować tego niesamowitego wydarzenia bez sieci stacji sejsmicznych o wysokiej wierności na całym świecie, które są jedynymi czujnikami, które mogą naprawdę uchwycić tak unikalny sygnał”.
Współautorka Anne Mangeney z Université Paris Cité, Institut de Physique du Globe de Paris, powiedziała: „To wyjątkowe tsunami rzuciło wyzwanie klasycznym modelom numerycznym, których wcześniej używaliśmy do symulacji zaledwie kilku godzin rozprzestrzeniania się tsunami. Musieliśmy przejść do bezprecedensowo wysokiej rozdzielczości numerycznej, aby uchwycić to długotrwałe wydarzenie na Grenlandii. Otwiera to nowe możliwości w rozwoju metod numerycznych do modelowania tsunami”.
