Ученые научились определять опасность арктического льда по сейсмическим сигналам

Исследователи из Университета Пенсильвании разработали новый метод оценки угроз, которые представляет дрейфующий морской лед для арктических прибрежных сообществ. Комбинируя данные радарных изображений, сейсмических датчиков и волоконно-оптических систем, ученые научились идентифицировать различные типы ледовых взаимодействий по их сейсмическим сигналам.

Морской лед в Северном Ледовитом океане у побережья Уткиагвика, Аляска, 2 августа 2024 года. Автор: Габриэль Роча Дос Сантос

Исследование проводилось в районе Уткиагвика на севере Аляски, где проживает около 4900 человек. Ученые собрали сейсмические и радарные данные во время двух крупных столкновений дрейфующего льда со стационарным припаем — 4 января и 8 апреля 2022 года.

«Эта работа создает основу для оценки угроз от определенных видов морского льда, которые дрейфуют в разное время года», — сказал профессор геонаук Тьюань Чжу. — «В апреле обычно наблюдается больше мелких обломков льда, а в январе лед наиболее прочный».

Исследователи обнаружили, что различные типы ледовых взаимодействий создают характерные сейсмические сигналы. В апрельском событии толчки от мелких льдин были более кратковременными, тогда как в январе, когда сталкивались крупные плотные массивы льда, наблюдались гармонические толчки — более постоянные вибрации.

Габриэль Роча Дос Сантос (слева) и Ахмад Турей за работой на арктической тундре 9 августа 2022 года. Автор: Габриэль Роча Дос Сантос

Ускорение воспроизведения записей в 200 раз помогло ученым различить вариации трения и скольжения льда. «Мы могли слышать вибрацию, толчки», — сказал Дос Сантос. — «Это очень жуткий звук, когда ускоряешь записи».

Новый метод особенно важен для жителей Уткиагвика, которые живут всего в 30 метрах от побережья и уязвимы для эрозии и волн, создаваемых дрейфующим льдом. Рыбаки региона также зависят от стабильности льда как рыболовной платформы.

Метод может быть применен в других регионах — Антарктиде, Гренландии и России — с использованием аналогичных радарных изображений и доступных сейсмических датчиков.