Cобрана база данных об изменениях уровня арктических морей

Общая площадь арктических областей России составляет около 3 миллионов квадратных километров, что соответствует 18% от общей территории страны. Арктические регионы обеспечивают 11% национального дохода России и производят 22% объёма экспорта. Часть ресурсов Арктики сосредоточена в шельфовой зоне, что вызывает запрос на её комплексное исследование. Отслеживание изменений относительного уровня моря даёт представление о том, как развивались побережья российского Заполярья во время максимума последнего оледенения и после схода ледника.

Карта, на которой точками отмечены локации, вошедшие в базу данных

Международная команда учёных, в которую вошли специалисты из Сингапура, Канады и МГУ имени М.В.Ломоносова, собрала имеющиеся данные об изменениях уровня моря в Российской Арктике в течение последних тысячелетий в единую базу, приведенную к международным стандартам. На основе анализа данных учёные выявили пространственные и временные закономерности изменений относительного уровня моря и предложили механизмы, объясняющие эти явления.

Колебания относительного уровня моря за последние 30 тысяч лет в наибольшей степени предопределены снижением уровня мирового океана во время максимума последнего оледенения (26-12 тыс. лет назад) и его последующим ростом в результате поступления в океан талой воды уменьшающихся покровных ледников. Другой процесс, значительно влияющий на относительный уровень моря, — это вертикальные движения берегов под действием механизмов гляциоизостатической компенсации, особенно заметные непосредственно под бывшими покровными ледниками. Под давлением многокилометрового льда литосфера вдавливается в вязкие верхние слои мантии и прогибается. После снятия ледниковой нагрузки система стремится вернуться в равновесие, благодаря чему на месте бывшего прогиба происходит воздымание. В результате подобного поднятия суши относительный (наблюдаемый относительно современной береговой линии) уровень моря не растет, как везде в мире, а, напротив, падает. 

Подобная ситуация характерна в послеледниковье была характерна для западной части Российской Арктики. На Балтийском щите (Кольский полуостров, Карелия), где мощность ледника превышала 2 километра, после его схода относительный уровень моря упал с отметок 80-100 м до 15-25 м. Произошло это с 11-12 до 4-5 тысяч лет назад: за 8 тысяч лет суша поднялась на 65-75 метров. В районе архипелагов Земля Франца-Иосифа и Новая Земля, где мощность покровного ледника была меньшей, произошло плавное падение относительного уровня моря с 25-35 м до 5-10 м на временном отрезке от 9 до 3 тысяч лет назад.

Территории восточнее, на севере Русской равнины, перекрывались менее мощным ледником (до 1200-1500 м), поэтому рост относительного уровня моря за последние 10 тысяч лет был здесь не столь интенсивным. Арктическое побережье Западной и Восточной Сибири не подвергалось покровному оледенению во время последнего холодного периода 26-12 тысяч лет назад. Основные закономерности изменения уровня моря определялись его общим повышением за счет поступления талых ледниковых вод в мировой океан, на которое могли накладываться блоковые тектонические движения в отдельных районах.

Составленная учёными база включает данные о 385 точках, полученные разными исследователями с использованием различных методик датирования. Она включает результаты изучения донных осадков поднятых озер (изолированных бассейнов), древних береговых валов и морских террас, лайд, дельтовых солёных маршей и морских донных отложений. Все датировки были скорректированы с помощью специальных калибровочных методик; по стандартизированным международным протоколам оценивались погрешности не только возраста индикаторов, но и их высоты над современным уровнем моря. Район исследований охватывает территории от Кольского полуострова на западе до моря Лаптевых на востоке. Сейчас база доступна онлайн как сопровождающий материал к научной публикации.

«Изучение колебаний уровня моря в прошлом важно для понимания его современных изменений и того, что ждет человечество в будущем. К примеру, при продолжении подъема уровня около четверти населенных пунктов, располагающихся на низменностях, могут в будущем подвергаться угрозе затопления. Необходимо понимание возможных скоростей, причин и движущих сил изменений уровня моря, — комментирует ведущий автор исследования, научный сотрудник лаборатории геоэкологии Севера географического факультета МГУ Алиса Баранская. — На сегодняшний день накоплено значительное количество датировок древних морских и континентальных отложений, свидетельствующих о положении уровня моря в прошлом. Для глобальных реконструкций необходима систематизация и стандартизация таких данных. Международный проект HOLSEA, посвященный изменениям уровня моря в голоцене (последние 11,7 тысяч лет), направлен на объединение усилий команд из разных стран для создания общедоступной базы данных по всему мировому океану. Наша статья в журнале Quaternary Science Reviews — часть этого крупного проекта. За десятилетия советских и российских исследований в Арктике был накоплен огромный запас знаний, большая часть которых доступна только на русском языке. Важно, чтобы ими могли пользоваться исследователи со всего мира, поэтому публикация базы данных на английском языке для широкой аудитории — значительный шаг вперед».

Ведущий автор исследования — сотрудница географического факультета МГУ. В работе также принимали участие специалисты из Наньянского технологического университета (Сингапур) и университета Торонто (Канада). По словам А.В. Баранской, для получения качественных результатов, которые будут полезны для широкого круга исследователей, необходимо сотрудничество не только отдельных ученых, но и крупных научных коллективов.