Ученые выяснили, почему разрушаются арктические берега

Высота волны оказалась главным фактором скорости эрозии, показало новое лабораторное исследование. Автор: Брандт Мейкселл, USGS, Public Domain

Арктические береговые линии разрушаются и погружаются в море. Волновое воздействие, повышение уровня моря и таяние вечной мерзлоты вносят свой вклад в масштабную эрозию, которая уже вынудила целые поселения перемещаться дальше от кромки воды.

Чтобы понять, как эти силы сочетаются при разрушении береговых утесов, Олорунфеми Омонигбехин и его коллеги создали в лаборатории микрокосм арктической береговой линии. Их исследование опубликовано в Journal of Geophysical Research: Earth Surface.

Сначала исследователи имитировали грунт, содержащий вечную мерзлоту, смешивая воду и песок в пропорциях, предназначенных для максимизации плотности песка, а затем уплотняли смесь с помощью гидравлического пресса и замораживали ее.

Исследователи подвергали эти блоки искусственной вечной мерзлоты воздействию воды в охлаждаемом волновом лотке — длинном и узком резервуаре, в котором генерируются волны, чтобы ученые могли наблюдать за их эффектами. В этом исследовании ученые варьировали высоту и частоту волн, чтобы увидеть, как будет реагировать вечная мерзлота.

Метод позволил воспроизвести наблюдаемые в природе модели эрозии, которые подтачивают основания береговых утесов. Высота волны оказала наибольшее влияние на скорость эрозии — условия с самыми высокими волнами вызывали вдвое большую эрозию по сравнению с условиями низких волн. Частота же волн сильно влияла на высоту ниши, вырезаемой волнами.

Когда исследователи увеличили содержание льда в грунте, добавив больше воды перед заморозкой, они обнаружили, что более высокое содержание льда снижает начальную скорость эрозии (поскольку лед таял дольше).

Это открытие предполагает, что береговые линии с более высоким содержанием льда, которые в настоящее время кажутся стабильными, могут не демонстрировать высоких темпов эрозии в краткосрочной перспективе, но способны разрушиться внезапно, если нынешние темпы глобального потепления сохранятся. Этот вывод согласуется с теорией о том, что изменение климата спровоцирует переломные моменты. Впрочем, исследователи предупреждают, что для подтверждения этого вывода необходимы дополнительные исследования.

Больше информации: Олорунфеми Омонигбехин и др., Физическое моделирование эрозии береговой вечной мерзлоты: Новая модель для прогнозирования эволюции глубины ниши, Journal of Geophysical Research: Earth Surface (2025). DOI: 10.1029/2025jf008528

Интересный факт: Арктика нагревается примерно в четыре раза быстрее, чем в среднем по планете, что делает ее регионом с наиболее быстро меняющимся климатом. Это ускоряет не только береговую эрозию, но и высвобождение древних запасов углерода, законсервированных в вечной мерзлоте.