Изменение уровня моря из-за таяния 1000 гигатонн льда из Антарктиды проиллюстрировано для различных сценариев. Предоставлено: Дуглас А. Курце.

Хорошо известно, что глобальное потепление вызывает повышение уровня моря за счет двух процессов: теплового расширения, когда вода расширяется из-за повышения температуры, и таяния наземных льдов, когда талая вода стекает в океан. Менее известно, что касается последнего, тонкое явление гравитационного притяжения. Когда большой ледяной щит начинает таять, глобальный средний уровень моря повышается, но локальный уровень моря вблизи ледяного щита может даже упасть.

В Американском журнале физики исследователь из Университета Святого Иосифа иллюстрирует этот эффект с помощью серии расчетов, начиная с простой, аналитически поддающейся обработке модели и заканчивая более сложными математическими оценками распределения льда и гравитации вытесненной массы морской воды. В документ включены численные результаты изменения уровня моря в результате потери льда на 1000 гигатонн со значениями параметров, соответствующими ледяным щитам Гренландии и Антарктики.

«Если талая вода поступает из Гренландии, то уровень моря вдали от Гренландии поднимается больше, чем в среднем, но уровень моря на берегу Гренландии на самом деле падает», — сказал автор Дуглас Куртце. «Это, по крайней мере, частично из-за того, как потеря этого льда меняет гравитационное притяжение ледяного щита ».

Массивный ледяной щит притягивает морскую воду, поднимая холм на уровне моря вокруг суши, на которой покоится лед. Когда лед тает в океане, средний глобальный уровень моря повышается.

Но вынос ледяной массы ослабляет тяжесть щита, тем самым опуская насыпь. В некоторых случаях снижение высоты насыпи может быть больше, чем повышение среднего глобального уровня моря, что приводит к падению местного уровня моря вблизи ледяного щита.

Хотя эта причина неравномерности изменения уровня моря была признана и систематически исследована еще в 1880-х годах, современные ученые создали сложные, подробные модели, включающие другие важные соображения, такие как изменения во вращении Земли и изменения формы твердой земли, когда масса, подобно воде и льду, перестраивается на поверхности.

«Мой вклад здесь в том, чтобы пойти в противоположном направлении, создав модель, которая настолько сильно упрощена, что ее можно использовать в качестве примера на курсах бакалавриата», — сказал Курце. Явление гравитационного притяжения «является увлекательным следствием фундаментальной физики и прекрасным примером того, насколько сложна земная система, и насколько хорошо геофизики могут понять эту сложность».

Курце сказал, что он был вдохновлен на разработку своей модели после того, как услышал радиоинтервью с Джерри Митровицей, гарвардским профессором геофизики и известным экспертом по изостатической корректировке ледников.