Ogromna pokrywa lodowa pokrywała niegdyś większą część Kanady i północnych Stanów Zjednoczonych, powodując przesunięcia lądu w miarę topnienia. Nowe badania pokazują, że topnienie wpływa na dzisiejszy poziom mórz, powodując opadanie w niektórych regionach i podnoszenie się w innych.
Wyobraź sobie, że ogromna pokrywa lodowa pokryła Kanadę i spływała po dużej części północnych Stanów Zjednoczonych niczym lukier rozlewający się po boku ciasta.
Taka sytuacja miała miejsce gdzieś pomiędzy 19 000 a 26 000 lat temu. Pokrywa lodowa pokryła ląd aż do dzisiejszej Pensylwanii, Ohio, Indiany, Michigan i Wisconsin.
To fascynujące, ale dla nas dzisiaj najważniejsze jest to, co stało się z lądem, gdy stopiła się pokrywa lodowa. I jaki to ma wpływ na współczesne podnoszenie się poziomu morza i opadanie lądu?
Doktorat kandydatka Karen Williams rozpoczęła badania nad modelowaniem komputerowym, aby dowiedzieć się, jakie zmiany zachodzą na Ziemi po stopieniu lodu. Wyniki współpracy ze swoim doradcą, profesor nadzwyczajną D. Sarah Stamps na Wydziale Nauk o Ziemi i współpracownikami Daniele Melini z Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia we Włoszech i Giorgio Spada z Dipartimento di Fisica e Astronomia na Università di Bologna we Włoszech, opracowali wyniki zostały niedawno opublikowane w Journal of Geophysical Research Solid Earth.
Co odkryli: wzloty i upadki
Williams wykorzystał modelowanie obliczeniowe, aby ocenić wpływ topnienia pokrywy lodowej Laurentide na współczesne pionowe ruchy lądu.
Testowała różne założenia dotyczące wpływu topnienia pokrywy lodowej na Ziemię, oceany i pole grawitacyjne. Naukowym terminem opisującym reakcję stałej Ziemi na topnienie jest „regulacja izostatyczna lodowca”. Opierając się na „różnych założeniach”, symulowali zależność uzyskanych wyników od wewnętrznej struktury Ziemi, przeprowadzając prawie 130 000 symulacji obliczeniowych.
„Widzimy ogólny wzór ruchów spadkowych (powodujących względny wzrost poziomu morza) we wschodnim regionie Stanów Zjednoczonych” – stwierdzili autorzy.
We wschodniej Kanadzie było odwrotnie: ruchy w górę powodowały obniżenie względnego poziomu morza.
Dlaczego ziemia podnosi się lub opada
Przyczyny zatapiania się ziemi naprawdę zaczynają mieć sens, jeśli porównamy to, co sugerują modele, z tym, co dzieje się dzisiaj.
- Williams wyjaśnił: Uzyskując dokładniejsze szacunki modelu tego, co przyczynia się do podnoszenia się lub opadania lądu, „możemy zidentyfikować obszary podlegające lokalnym przemieszczeniom pionowym wynikającym ze źródeł naturalnych i/lub antropogenicznych, takich jak nadmierny pobór wód gruntowych w Zatoce Meksykańskiej lub Zatoka Chesapeake.
- Na przykład Stamps stwierdził: „Niektóre z największych różnic między modelowanym wpływem dostosowania izostatycznego lodowca a obserwacjami występują tam, gdzie znany jest pobór wód gruntowych, np. w Houston w Teksasie”.
Pomaganie społecznościom w planowaniu
Wyniki badania pomogą w wygenerowaniu map dla badaczy, którzy będą kierować decyzjami dotyczącymi zarządzania warstwami wodonośnymi, powiedział Williams. Ostatecznie badania zostaną uwzględnione w kompleksowym raporcie dla amerykańskiej służby geologicznej, który pomoże zainteresowanym stronom z obszaru Zatoki Chesapeake lepiej zrozumieć finansowe, ekologiczne i społeczne skutki podnoszenia się poziomu morza.
„Dzięki lepszym szacunkom przemieszczenia pionowego wynikającego z dostosowania izostatycznego lodowca” – powiedział Williams – „możemy lepiej przewidzieć osiadanie lądu i względne zmiany poziomu morza, co pomoże zaradzić wpływom współczesnych zagrożeń przybrzeżnych”.
Odniesienie: „Przemieszczenia pionowe i zmiany poziomu morza we wschodniej Ameryce Północnej napędzane przez regulację izostatyczną lodowców: podejście do modelowania zespołowego”, Karen Williams, D. Sarah Stamps, Daniele Melini i Giorgio Spada, 9 października 2024 r., Journal of Geophysical Research: Solid Earth.
DOI: 10.1029/2023JB028250
