Теории образования Земли, глубинное строение ее внутренних оболочек и другие вопросы мироздания > Образование Земли и глубинное строение недр
Вопросы формирования гидросферы
Симонян Геворг Саркисович:
Недра Земли содержат в тысячу раз больше воды, чем Байкал
Ученые выяснили, что недра Земли содержат в себе огромное количество пресной воды - в тысячу раз больше, чем в озере Байкал, однако человечеству доступно лишь 6% от этого объема влаги, что делает проблемы с доступом к чистой воде более острыми, чем принято считать сегодня.
Геологи впервые точно подсчитали тот объем воды, который содержится в недрах нашей планеты, и пришли к выводу, что почва и глубинные слои пород скрывают в себе почти в тысячу раз больше влаги, чем содержится в Байкале, самом объемном пресноводном озере Земли, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.
В последние годы жители Земли все чаще сталкиваются с перебоями или с полным отсутствием доступа к питьевой и просто пресной воде, часть из которых связана с растущей плотностью населения планеты, а другие – с изменением климата и падением в уровне осадков. По этой причине оценка запасов грунтовых и подземных вод, из которых питаются все реки, озера и прочие наземные водоемы, стала жизненно важной задачей для ученых.
Томас Глисон (Tomas Gleeson) из университета города Виктория (Канада) и его коллеги впервые попытались оценить объемы этих вод, используя данные, собранные при помощи спутников, наземных наблюдений и полученные при изучении структуры недр Земли в разных точках ее поверхности на глубинах в примерно два километра.
Как объясняют ученые, всю подземную воду можно разделить на три слоя – так называемую "современные" грунтовые воды, которые возвращаются на поверхность в течение нескольких дней, недель или лет, и на "молодые" и "древние" воды, которые проводят в глубинных слоях пород по несколько столетий или тысячелетий.
Их возраст, объем и характер круговорота, по словам Глисона, можно достаточно точно раскрыть, замеряя концентрацию трития – радиоактивного изотопа водорода – и ряда других веществ в образцах подземной воды, а также пористость и другие физические свойства пород, в которых содержится эта вода.
В общей сложности ученым удалось получить данные по концентрации трития в более чем 3700 точках на поверхности Земли, часть из которых они получили сами, а другие были сделаны иными группами геологов и химиков. Все эти данные Глисон и его коллеги использовали для составления трехмерной "карты" подземных вод.
Как показали эти замеры, верхний слой земной коры содержит в себе относительно скромные объемы воды – около 100 тысяч кубических километров влаги, что примерно в 4,5 раза больше, чем содержится в озере Байкал, и что примерно равно общему объему пресной воды на поверхности Земли. Она распределена крайне неравномерно – ее почти нет в самых засушливых регионах, и очень много в тех уголках планеты, где проблем с поверхностной водой нет.
На большей глубине, от 1,5 километров и до двух километров, содержится на порядки больше воды, чей совокупный объем составляет примерно 22,6 миллионов кубических километров, что уже в тысячу раз больше, чем вмещает в себя Байкал.
Здесь вода проводит десятки и сотни тысяч лет, крайне медленно поднимаясь на поверхность или оставаясь заточенной внутри слоев осадочных пород. Эти запасы влаги, как считают исследователи, могут быть интересны геологам, климатологам и прочим представителям наук о Земле, так как они содержат в себе информацию о том, как Земля жила миллионы лет назад.
Относительно небольшое количество пресной грунтовой воды в верхних слоях коры говорит о том, что ее запасы являются еще более исчерпаемыми, чем мы считаем сегодня. Это, как надеются ученые, заставит жителей планеты задуматься о более экономном подходе к использованию поверхностных и грунтовых вод.
http://hge.spbu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=5263:geologi-nedra-zemli-soderzhat-v-tysyachu-raz-bolshe-vody-chem-bajkal&catid=40&Itemid=88
Симонян Геворг Саркисович:
Площадь льдов в Антарктике сейчас растет, а не уменьшается
Исследование, проведенное под эгидой НАСА, показало, что площадь и масса льдов на южном полюсе Земли не сокращается, а временно растет за счет накопленного за последние 10 тысяч лет снега, сообщает пресс-служба организации.
"Полученные нами данные не противоречат тому, что Антарктика теряет все большее количество льда в окрестностях Антарктического полуострова и побережья западной части континента. Открытый нами феномен касается восточной Антарктики и внутренних регионов на западе – прирост льда в них превышает потери в других уголках заполярья", — заявил Джей Цвэлли (Jay Zwally) из Центра космических полетов имени Годдарда в Гринбелте (США).
Цвэлли и его коллеги пришли к подобным выводам, противоречащим официальным выводам оценочных докладов Межправительственной группы экспертов по изменению климата при ООН (IPCC), изучив данные, собранные при помощи климатических спутников НАСА и ЕКА с 1992 по 2008 год.
Ученые использовали спутниковые снимки и данные со спутниковых высотомеров для оценки двух параметров – толщины ледового щита в разных регионах Антарктики и того, как менялась их площадь по мере смены сезонов. Дополнительно климатологи изучили метеорологические данные об уровне осадков в Антарктике, собираемые с 1979 года, что помогло оценить то количество снега, которое выпадает в южном заполярье каждый год.
Объединив все эти данные, исследователи из НАСА обнаружили, что на самом деле ледники Антарктики росли, а не сокращались, в последние годы. Каждый год их масса увеличивалась на 112 миллиардов тонн до наступления нового тысячелетия, и на 82 миллиарда тонн – в промежутке между 2003 и 2008 годами.
Причиной этого, как выяснилось, был снег. Многовековые залежи снега, которые накапливались в восточной и центральной Антарктике за последние десять тысяч лет, каждый год добавляют примерно по 200 миллиардов тонн новых льдов.
Означает ли это, что глобальное потепление отменяется? Как объясняют ученые, ничего подобного не происходит – среднегодовые температуры растут, и льды Антарктики действительно тают быстрее, чем в прошлые исторические эпохи. Рост южных ледников идет за счет снега из предыдущих исторических эпох, когда уровень осадков над Антарктикой был заметно выше.
Через 20-30 лет, по расчетам Цвэлли, уровень потерь на западе превысит ту массу льда, которая рождается в нижнем слое спрессованного снега, и тогда ледники Антарктики действительно начнут сокращаться, если человечество не будет пытаться сдерживать изменение климата.
"Хорошие новости заключаются в том, что Антарктика еще не начала вносить свою лепту в рост уровня моря – наоборот, она уменьшает его высоту на 0,23 миллиметра в год. Но это одновременно и плохая новость – теперь мы не знаем, откуда берутся 0,27 миллиметра роста, которые отчет IPCC приписывает Антарктике", — заключает Цвэлли.
http://hge.spbu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=5250:nasa-ploshchad-ldov-v-antarktike-sejchas-rastet-a-ne-umenshaetsya&catid=40&Itemid=88
Симонян Геворг Саркисович:
Рост ледников Антарктиды привел к миоценовому осушению Средиземного моря
Известно, что в конце миоцена Средиземное море пересыхало, причем, согласно некоторым теориям, полностью. Ученые давно пытаются пролить свет на причины этого явления. На сегодняшний день существуют две теории: обособление моря от Атлантического океана произошло в результате тектонических движений; скопление льда в узком месте послужило препятствием для водообмена между морем и океаном. Некоторые считают, что здесь были задействованы оба механизма. Решить эту загадку взялась международная группа ученых под руководством Кристиана Онайзера (Christian Ohneiser) из Новозеландского Университета Отаго.
Исследователи изучили 60 осадочных кернов, отобранных вдоль побережья Антарктиды. Они установили, что, действительно, незадолго (по геологическим меркам) до так называемого Мессинского соляного кризиса на этом континенте наблюдался рост ледников, но сроки ключевых событий несколько отличались. Тогда ученые создали компьютерную модель Земли, описывающую рост Антарктических ледников и геофизические процессы, происходившие в других частях планеты в результате понижения уровня моря.
«Мы обнаружили, что Антарктический ледниковый щит оказывал неравномерное влияние на глобальный уровень моря, поскольку его рост приводил к сложному взаимодействию между гравитационными и ротационными эффектами и деформацией земной коры, вызванной наступлением и отступлением ледников», — говорит Кристиан Онайзер.
Ученые выяснили, что, в результате испарения Средиземного моря и уменьшения статической нагрузки, земная кора вокруг Гибралтарского пролива начала подниматься и, в конечном итоге, перекрыла канал обмена водой между океаном и морем.
«Это сохраняло Средиземноморье в изоляции от Атлантического океана до тех пор, пока кора не начала расслабляться и понижаться. В то же время, Антарктические льды начали таять, опять повышая уровень моря», — объясняет исследователь.
Примерно 5,3 миллиона лет назад уровень моря поднялся достаточно высоко чтобы промыть узкую полоску земли в районе Гибралтара, что и привело к катастрофическому наводнению, наполнившему море.
По мнению исследователей, одним из главных результатов их работы является вывод о том, что при наступлении–отступлении ледниковых щитов глобальные изменения уровня моря могут быть очень неравномерными.
«Будущее таяние ледовых масс Северного и Южного полушария приведут к неравномерному подъему уровня моря в разных частях мира, и это должно учитываться в сценариях будущего изменения климата», — заключает Кристиан Онайзер. Более подробно с методикой работ и выводами ученых можно познакомиться в статье, опубликованной в журнале Nature.
http://hge.spbu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=5287:rost-lednikov-antarktidy-privel-k-miotsenovomu-osusheniyu-sredizemnogo-morya&catid=40&Itemid=88
Симонян Геворг Саркисович:
Всего 5 тысяч лет назад по Сахаре текла река крупнее, чем Ганг
Ученые обнаружили под песками Сахары следы одной из наиболее крупных в мире речных систем. Она функционировала еще 5 000 лет назад. Об этом говорится в статье французских специалистов, опубликованной в журнале Nature Communications.
Геологам давно известно, что вдоль побережья Западной Африки, где сейчас раскинулась пустыня Сахара, сконцентрирована большая масса речных наносов. Однако сейчас в этом регионе нет никаких рек – ни пересохших, ни тем более действующих. Авторы статьи предположили, что речные русла были засыпаны песком, и попытались отыскать их с помощью спутниковых радаров.
В результате ученым удалось выявить речное палеорусло длиной 520 километров, впадающее в океан между мысами Кап-Блан и Тимирис. Оно относится к речной системе Таманрассет, которая когда-то располагалась в Сахаре. По площади своего бассейна Таманрассет находилась на 12-м месте в мире, оставляя позади индийскую реку Ганг. Исследователи пришли к выводу, что река Таманрассет в последние 245 тысяч лет наполнялась водой в периоды увлажнения климата – во всяком случае, функционировал ее участок в районе устья. В последний раз Таманрассет пробудилась к жизни около 12 тысяч лет назад, а пересохла около 5000 тысяч лет назад, когда климат в регионе вновь стал засушливым.
Симонян Геворг Саркисович:
Международная группа ученых установила, что возраст Аральского моря 24 тысячи лет
Международная группа ученых установила возраст Аральского моря, который согласно их исследованиям, не превышает 24 тысячи лет. Об этом сообщает научный журнал "Наука в Сибири". Ведущий научный сотрудник Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН доктор геолого-минералогических наук Сергей Константинович Кривоногов занимается исследованиями Аральского моря уже 13 лет: за это время он принял участие в двух больших международных проектах, позволивших по-новому взглянуть на развитие как самого озера, так и окружающих его территорий. Результаты, полученные учеными, были опубликованы недавно в журнале Gondwana Research. О самых интересных фактах истории Арала С. Кривоногов рассказал "Науке в Сибири"
"Главная задача проекта - реконструировать историю Аральского моря, показать, как менялись уровень и соленость воды, экосистема со времени его образования до наших дней - была осуществлена", - рассказывает Сергей Кривоногов. Ученые получили данные о возрасте Арала на основе абсолютного датирования с помощью радиоуглеродного метода и установили, что Аральское море появилось 20-24 тысячи лет назад.
Историю озера ученые трактуют по-разному. Кто-то начинает его с неогена (геологический период, 23-2,5 млн лет назад), в начале 1990-х советские ученые склонялись к тому, что возраст водоема - всего около 10 000 лет.
В рамках проекта состоялись две большие буровые экспедиции: исследователи пробурили осадки Аральского моря от поверхности до самого низа, то есть вошли в подстилающие отложения, чего прежде еще не делали. Полученные образцы углеродсодержащего вещества (раковины моллюсков, створки мелких ракообразных) тщательно продатировали на ускорительном масс-спектрометре (AMS). И получили точные данные об изменениях Аральского моря.
За изученный период в истории Арала уже случались обмеления, подобные нынешнему. Ученые установили, что было две больших, длительных регрессии, при которых уровень воды существенно падал, обнажая морское дно, две значительно более кратковременные трансгрессии плюс современная антропогенная регрессия.
Как отмечает издание, во времена Петра I, и даже при Иване Грозном Аральское море описывается как крупное. Соответственно, в течение 300 лет оно было большим и в памяти ныне живущих людей запечатлено как полноводное, синее, богатое рыбой. Но геология показывает, что это - результат благополучного стечения обстоятельств, и такое состояние как раз для него нетипично. Изучая более давнюю историю, можно утверждать: гораздо чаще Аральское море было очень мелким или не существовало вообще.
На международном конгрессе в городе Нагоя в Японии, посвященном изучению четвертичного периода, этим летом С. Кривоногов делал доклад, касающийся прогноза - может ли Аральское море вернуться. По мнению ученого, некоторые шансы есть. Но чтобы это произошло, необходимо дать дополнительную воду: испаряемость с поверхности озера в его высокой стадии составляла примерно 56 кубических километров в год, значит, чтобы оно стало таким, как прежде, нужно, поступление такого же количества воды. Но начинать можно с меньшего: достаточно ежегодно давать около 20 км3, и озеро начнет расти. Вопрос в том - кто выделит такие объемы? В этом регионе напряженность из-за нехватки воды лишь увеличивается с годами.
На уровень могут повлиять, помимо человеческого, климатический и тектонический факторы, например, поступление подземных вод: ученые полагают, что порядка 10% водного бюджета Арала может быть связано с источниками, приходящими с больших глубин. Но посчитать, оценить или спрогнозировать практически невозможно: для подобных изменений нужно, чтобы произошли глобальные тектонические процессы, связанные с деятельностью глубин Земли, которые вообще трудно предвидеть. Если когда-нибудь возникнет стечение обстоятельств, суммирующее все благоприятные условия, приток воды может увеличиться. Если же этого не произойдет, то каждый отдельно взятый фактор, даже если он начнет действовать, ситуацию не переломит.
"Самое главное, что должны понять политики (надеемся, эту мысль удастся со временем до них донести) - высокий уровень Аральского моря - исключительная ситуация, связанная с климатическими изменениями, с цивилизационными катаклизмами. В иных условиях, как с природной, так и с человеческой стороны, оказывается, что озеро вовсе и не должно быть высоким, пресным и полным рыбы. Стремление к идеалу может оказаться борьбой против естественного хода событий. Потому что море бόльшую часть своей истории было существенно ниже того уровня, к которому мы привыкли за долгие годы последней его трансгрессии. Пока мы не знаем всех причин колебаний уровня воды в прошлом, но совершенно ясно, что Арал исчезал и возвращался, не спрашивая человека. Поэтому наиболее разумной позицией в управлении ресурсами этого региона представляется приспособление к создавшимся условиям и постепенное исправление негативных последствий экономических и политических решений прошлых лет", - говорит С. Кривоногов.
Не надо забывать также, что в настоящее время значительную часть экономики Аральского региона составляет добыча нефти и газа. Казахстан разрабатывает нефтяные месторождения на полуострове Куланды, а Узбекистан ведет газодобычу на дне Аральского моря в его южной части, в районе поселка Муйнак. Создается новая инфраструктура, и интересы этой отрасли могут возобладать над проблемой рационального использования водных ресурсов. Возможна ситуация, что возвращение Арала окажется экономически нежелательным, и человеку придется бороться с морем, а не спасать его.
http://hge.spbu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=5293:mezhdunarodnaya-gruppa-uchenykh-ustanovila-chto-vozrast-aralskogo-morya-24-tysyachi-let&catid=40&Itemid=88
Навигация
Перейти к полной версии