В 2018 году в канадских Северо-Западных территориях плита грунта объёмом около 18 миллионов кубометров, примерно как семь пирамид Гизы, съехала вниз по склону и перекрыла реку Редстон. Геологов удивило не только это. Оползень начался в мёрзлом грунте, который до того не срывался целиком.

Разбор этого события и ещё одного, случившегося годом раньше, привёл Джозефа Янга и его коллег к выводу: перед ними отдельный класс катастрофических оползней, оползни отрыва мерзлоты (permafrost detachment slides). Статья вышла в Geophysical Research Letters 28 сентября, о работе сообщил Science News.

Как мёрзлый слой срывается снизу

Оползень 2017 года сдвинул 4,5 миллиона кубометров грунта. Полевые наблюдения показали, что оба события начались на плоских поверхностях примерно в 20 метрах под землёй, у нижней границы мерзлоты. Спутниковые снимки за прошлые годы говорят: грунт на обоих участках полз на метры в год, медленно, но непрерывно.

Температуру грунта исследователи измеряли с 2020 по 2022 год на участках с нетронутым лесом и там, где пожар прошёл примерно за 25 лет до этого. Замеры подставили в компьютерные симуляции, чтобы оценить, как земля менялась после огня. Авторы пришли к возможной цепочке. Пожар и экстремальная летняя жара могут прогревать и ослаблять поверхность мерзлоты. Грунт может начать ползти, в нём могут появляться трещины растяжения. По трещинам вода может уходить вглубь, доходить до основания мёрзлого слоя и подтаивать его снизу. Затем слой может терять сцепление и срываться целиком.

Обычно мерзлота тает сверху, и тогда выделяется жидкая грязевая масса, объясняет Янг, работавший в то время в Университете Альберты. На некоторых участках, по его словам, большие блоки ещё мёрзлого грунта как будто сдвинулись на сотни метров. Мерзлотой геологи называют породу, которая остаётся мёрзлой не меньше двух лет подряд.

Представим мёрзлую плиту, лежащую на более тёплой подложке. Вода просачивается по трещинам к её нижней кромке и понемногу оттаивает основание. Пока сцепление слабеет медленно, плита едва смещается. Когда оттаивание ускоряется, она теряет опору разом и едет вниз. Разрушение здесь идёт снизу, а не сверху.

Более сотни возможных случаев

По спутниковым снимкам в регионе нашли ещё более 150 оползней, которые могут относиться к тому же типу. Янг считает, что такое возможно везде, где мерзлота относительно тонкая и тёплая, а потепление идёт быстро.

Дмитрий Никольский, геофизик из Университета Аляски в Фэрбанксе, в работе не участвовал. Он отмечает: крупные оползни обычно не захватывают столько ещё мёрзлого материала, а если начинаются в тающих слоях, то чаще движутся медленно. По его словам, новое исследование показывает, что подповерхностные процессы в районах мерзлоты надо изучать внимательнее: заранее неясно, поползёт грунт медленно или сорвётся катастрофически.

Мерзлота тает в холодных регионах по всему миру, и такие оползни Янг называет её наглядным проявлением: «Это прямая реальность меняющегося климата».

Границы у этих выводов есть. Температуру измеряли уже после обоих событий, поэтому механизм восстановлен по наблюдениям и симуляциям, а не прослежен шаг за шагом. Более 150 оползней в регионе остаются возможными представителями класса.

Если вы готовите собственную работу по мерзлоте или климату, может пригодиться написание научной статьи с оформлением данных и выводов.

Схема из пяти шагов: пожар и жара могут ослабить мёрзлый грунт, появляются трещины, вода проникает к основанию, слой подтаивает снизу и срывается.

Фото: Gylfi Gylfason / Pexels