Таяние мерзлоты снизу породило новый тип гигантских оползней в Канаде

В 2017 году в долине реки Джонсон на Северо-Западных территориях Канады сошел огромный оползень. Он сорвал со склона глыбы вечной мерзлоты размером с дом и оставил на поверхности шрам длиной около 3 километров. Ничего подобного по масштабу в этом регионе до того не фиксировали.

Год спустя похожее произошло в долине реки Редстоун. Второй оползень вышел меньше, но тоже сместил около 4,5 миллиона кубических метров грунта – примерно четверть объема 2017 года. По склону опять скользили огромные плиты мерзлой земли, а не жидкая грязь, как бывает при обычном оттаивании мерзлоты.

Ученые научились находить участки разломов, где произойдут сильнейшие землетрясения

Ученые нашли минералы, способные прятать воду на глубине 2900 километров

Новое исследование показало, что оба случая относятся к ранее не описанному классу оползней. Ученые назвали их "отрывными оползнями вечной мерзлоты". По его выводам, с потеплением и изменением характера лесных пожаров такие события будут случаться чаще.

Исследованием руководил Джозеф Янг, который занимался этой работой во время учебы в аспирантуре Альбертского университета. Команда объединила спутниковые снимки, съемку с дронов, полевые пробы грунта, геофизические измерения и компьютерное моделирование. Это позволило восстановить не только масштаб оползней, но и механизм их возникновения.

Оба случая произошли в центральной части долины реки Маккензи, в зоне прерывистой вечной мерзлоты. Так называют территории, где мерзлые породы лежат не сплошным массивом, а чередуются с талыми участками. Толщина мерзлого слоя здесь обычно составляет от 20 до 40 метров, а температура держится около -1 °C – почти на грани таяния.

С 1980 по 2020 год мерзлота в регионе прогревалась примерно на 0,3 °C за десятилетие. А в 1995 году на участках, где позже сошли оползни, бушевали сильные лесные пожары. Исследователи считают, что именно сочетание этих двух факторов и запустило всю цепочку.

По модели команды Янга, рост температуры поверхности и резкий прогрев грунта во время пожаров вызвали небольшие подвижки мерзлоты. От них в земле пошли трещины, и по этим трещинам вода начала просачиваться глубоко вниз. Дойдя до нижней границы мерзлого слоя, она стала растапливать его снизу.

Такое таяние "снизу вверх" для вечной мерзлоты нетипично. Обычно она оттаивает сверху: верхний слой превращается в грязевую жижу, которая медленно стекает по склону. Здесь всё происходит иначе.

Когда основание мерзлого слоя тает, вся его толща теряет сцепление с породами внизу. Мерзлота целиком срывается и быстро скользит вниз огромными монолитными блоками – как это и случилось в 2017 и 2018 годах. Важную роль играет и время: воде, просачивающейся сквозь трещины, нужно около 20 лет, чтобы добраться до нижней границы мерзлоты.

Этот срок хорошо объясняет хронологию. Оползни сошли примерно через два десятилетия после пожаров 1995 года – ровно тогда, когда талая вода успела добраться до основания мерзлого слоя.

Исследователи также выявили сотни похожих оползней по всей долине реки Маккензи. Все они приурочены к участкам, где толщина мерзлоты не превышает 40 метров, а её температура выше -1 °C. Пока такие события не повредили инфраструктуру в этом малонаселенном регионе, но крупнейшие оползни 2017 и 2018 годов перегородили реки и образовали новые озёра.

Климат уже меняется, и лесные пожары в северных широтах становятся масштабнее, горячее и продолжительнее. С учетом этого Янг и его коллеги ждут, что отрывные оползни вечной мерзлоты будут происходить чаще на территории Канады и Аляски. Каждое новое событие даст ученым возможность глубже изучить эту угрозу и понять, как она меняет облик стремительно преображающегося Севера.