Исследование: будущее повышение уровня моря повлияет на высоту цунами
В прибрежной зоне проживает более миллиарда человек. Повышение уровня моря уже влияет на жителей прибрежных районов и усугубляет существующие прибрежные опасности, такие как наводнения во время приливов и штормовых нагонов.
Однако новое исследование, проведенное доцентом Тиной Дура и профессором Робертом Вайсом с кафедры геонаук Научного колледжа, показывает, что будущее повышение уровня моря повлияет и на высоту будущих цунами. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
"Через 50-70 лет уровень моря будет значительно выше по всему миру", - сказала Дура, которая также является сотрудником Центра прибрежных исследований, входящего в состав Института наук о жизни имени Фралина. Если в этот период времени произойдет цунами, то последствия, которые вы оцениваете сегодня, будут более значительными". Я думаю, что и прибрежным геологам, и специалистам по моделированию необходимо учитывать повышение уровня моря в будущих моделях и оценках опасностей".
Вокруг "Огненного кольца" тектонические плиты сталкиваются с массивной Тихоокеанской плитой, что приводит к сейсмической и вулканической активности. Поскольку Огненное кольцо опоясывает Тихий океан, сильные землетрясения на его границах вызывают региональные цунами, а также цунами от удаленных источников, которые распространяются через Тихий океан и воздействуют на береговые линии за тысячи миль.
У побережья Аляски сталкивающиеся тектонические плиты создают разлом длиной 2500 миль, известный как Аляскинско-Алеутская зона субдукции. Исследования показывают, что зона субдукции может вызывать цунами из отдаленных источников, которые поражают западное побережье США, в частности, Южную Калифорнию.
В 2013 году Геологическая служба США инициировала проект "Научные приложения для снижения риска", посвященный цунами из отдаленных источников, возникающих в зоне Аляскино-Алеутской субдукции, и их воздействию на Калифорнию.
Проект показал, что землетрясение магнитудой 9,1 может вызвать цунами из удаленного источника амплитудой 3,2 фута в портах Лос-Анджелеса и Лонг-Бич, что больше, чем любое историческое цунами из удаленного источника в портах, и приведет к убыткам в размере до 4,2 миллиарда долларов.
Однако из-за повышения уровня моря этот сценарий цунами в портах Лос-Анджелеса и Лонг-Бич не будет точным в долгосрочной перспективе. Наблюдения показывают, что температура в мире повышается, и уровень моря следует за ней. Вопрос не в том, будет ли уровень моря продолжать повышаться, а в том, насколько.
Дура и Вайс вместе с коллегами из Университета Роуэна, Ратгерского университета, Даремского университета, Наньянского технологического университета и Геологической службы США объединили усилия, чтобы объединить моделирование цунами из отдаленных источников с прогнозами будущего повышения уровня моря, чтобы увидеть, как повышение уровня моря повлияет на высоту цунами в Южной Калифорнии.
Группа спрогнозировала повышение уровня моря в портах Лос-Анджелеса и Лонг-Бич на основе сценариев, учитывающих как низкие, так и высокие оценки выбросов парниковых газов и стратегии смягчения последствий изменения климата.
Один из сценариев включает стратегии по снижению выбросов парниковых газов, которые привели к минимальному повышению температуры и уровня моря. Другой сценарий отражает будущее с отсутствием мер по смягчению последствий и высоким уровнем выбросов, что приведет к более быстрому росту температуры и повышению уровня моря.
Группа обнаружила, что сегодня землетрясение магнитудой 9,1 может вызвать цунами высотой более 3,2 футов в портах. Однако к 2100 году, согласно прогнозам повышения уровня моря с высоким уровнем выбросов, гораздо меньшее землетрясение магнитудой 8 сможет вызвать цунами высотой более 3,2 футов.
Другими словами, повышение уровня моря сделает порты более уязвимыми для цунами, вызванных менее мощными землетрясениями. Полученные результаты особенно тревожны, учитывая более высокую частоту землетрясений магнитудой 8.
"Землетрясения магнитудой 9,1 происходят очень, очень редко", - говорит Дюра. "Поэтому сегодня вероятность того, что цунами в портах превысит 3,2 фута, довольно мала, поскольку для этого потребуется очень редкое и очень сильное землетрясение. Но в 2100 году землетрясение магнитудой 8, которое довольно часто происходит в районе Тихоокеанского кольца, сможет превысить ту же высоту цунами из-за более высокого уровня моря".
Чтобы узнать больше о сейсмической истории Аляскино-Алеутской зоны субдукции, Дюра и его коллеги использовали 5-сантиметровые цилиндры, похожие на печенье, для сбора образцов керна из болот, которые расположены по всей предполагаемой границе землетрясений.
Затем группа проанализировала слои почвы, содержащиеся в кернах, чтобы выявить случаи изменения уровня земли и затопления цунами в результате прошлых землетрясений. С помощью радиоуглеродного, цезиевого и свинцового датирования группа смогла составить хронологию прошлых крупных землетрясений в регионе.
Исследование показало, что предполагаемая граница землетрясений проходила через несколько крупных землетрясений, что означает, что землетрясения, разрывающие участки Семиди и Кодьяк в зоне субдукции, происходили в прошлом несколько раз.
"Наши геологические данные показывают, что землетрясения могут охватывать участки Семиди и Кодьяк", - сказал Дюра. "По этой причине мы включили как односекционные, так и многосекционные землетрясения в наше моделирование цунами из дальних источников для портов. Включив многосекционные землетрясения в наше моделирование, мы считаем, что диапазон высот цунами, которые мы оцениваем для портов, является шагом вперед в нашем понимании воздействия будущих цунами".
