Картирование территорий, поглощенных повышением уровня моря

Во время последнего ледникового периода береговая линия Нью-Джерси находилась примерно в 90 милях к востоку от современных пляжей, на десятки метров ниже современного морского дна. По мере таяния льда уровень моря постепенно повышался, затопляя прибрежные территории, а осадконакопление неумолимо погребало прошлое под собой.

Этим летом группа ученых провела несколько недель на борту исследовательского судна R/V Marcus G. Langseth, изучая это прошлое. Используя звуковые волны, они собрали данные для построения 3D-изображений осадочных пород под океаническим дном. Ученые надеются «снимать» слои с этих 3D-изображений, чтобы увидеть, как прибрежные ландшафты реагировали на повышение уровня моря и ураганы на протяжении истории.

Понимание того, как менялись прибрежные районы в прошлом при повышении уровня океана, может помочь сообществам защитить себя от штормовых нагонов в будущем, по мере потепления океанов и повышения уровня моря.

Экспедиция у побережья Нью-Джерси под руководством профессора Ратгерского университета и старшего научного сотрудника обсерватории Ламонт-Доэрти Грега Маунтина нацелена на реконструкцию физической истории Земли, в частности, на определение воздействия и масштабов прошлых изменений уровня моря. Ученые стремились картировать древние береговые линии, погребенные в осадочных слоях на глубине до 1500 метров ниже дна океана. Ранее проведенные 2D-сейсмические исследования указывали на большой потенциал этого района для понимания эволюции береговой линии, но детали были слишком мелкими.

Экспедиция стала технологическим прорывом по сравнению с предыдущими сейсмическими съемками в регионе. Для сбора данных в 3D судно Langseth буксировало четыре пневмопушки для генерации акустических импульсов и 24 гидрофонные косы — самое большое количество в практике научного сообщества. Спутниковая навигация фиксировала положение судна, каждого импульса и сотен гидрофонов, что дало около 30 миллионов отдельных акустических трасс на площади в 200 квадратных миль. Ожидается, что такая плотность данных раскроет ранее невидимые детали изменений береговой линии Нью-Джерси за последние 40–60 миллионов лет.

Обработка данных займет несколько месяцев. В итоге команда надеется выявить миграцию древней береговой линии. Знание деталей, например, были ли барьерные острова в прошлом разрушены единичными штормами или изрезаны проливами при подъеме уровня моря, может помочь в поиске способов защиты прибрежных сообществ в будущем.

«Нам крайне важно понять, что произошло в прошлом, потому что это поможет объяснить, чего нам ожидать в будущем, — сказал Маунтин. — Уровень моря у берегов Джерси, вероятно, будет на 2,5–6 футов выше через 100 лет. С такой повышенной базой мы должны ожидать, что разрушительные наводнения, эквивалентные нынешнему супершторму Сэнди (случающемуся раз в столетие), будут происходить каждые 5–10 лет».

Сейсмические возможности судна скоро усилятся: Национальный научный фонд (NSF) одобрил покупку новой гидрофонной косы длиной до 15 километров. Более легкая и тонкая коса позволит Langseth получать преломленные волны и данные об их скорости в осадочных слоях на большем расстоянии и под wider углом, создавая изображения глубоких структур с беспрецедентным разрешением.