16 сентября 2023 года сейсмометры по всему миру начали фиксировать низкий гул. В отличие от коротких и резких толчков землетрясения, этот сигнал колебался каждые 92 секунды и продолжался в течение 9 дней. Примерно через месяц, когда сейсмологи всё ещё размышляли над этим инцидентом, гул возобновился и длился примерно неделю.
Исследователи отследили запутанные сигналы до Восточной Гренландии, где спутниковые снимки выявили следы недавних обвалов горных пород в фьорде Диксон. Они пришли к выводу, что 16 сентября миллионы кубометров горных пород и льда внезапно упали в море, вызвав цунами высотой 200 метров (650 футов) и долгоиграющую волну, называемую сейшей. Из-за изогнутой топографии цунами не отразилось в море, а продолжало плескаться взад и вперёд между параллельными стенами фьорда. Второй гул был вызван вторым, меньшим по размеру обвалом горных пород и сейшей.
Этот район необитаем, поэтому никто не пострадал от первоначальной волны, но и никто не наблюдал это событие.
Сейши обычно нуждаются в постоянном источнике энергии, таком как шторм, чтобы сохраняться, но долгоиграющие волны во фьорде Диксон, по-видимому, были самоподдерживающимися. Две команды независимо разработали симуляции, показывающие, что фьорд Диксон может поддерживать долгоиграющую сейшу. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, основывается на этой работе, используя спутниковые данные для предоставления первых прямых наблюдений сейши.
«Чтобы действительно уверенно сказать: «Это то, что сотрясало Землю в это время», нам нужны были эти наблюдательные доказательства», — сказал Томас Монахан, океанограф из Оксфордского университета и первый автор новой статьи.
До и после
На изображениях видно явное обрушение ледника во фьорде Диксон в Восточной Гренландии.
Восточная Гренландия удалена, и сейши в основном рассеялись до того, как датские военные прибыли через 3 дня после первоначальной волны, чтобы исследовать обрушившееся горное лицо во фьорде Диксон. К тому времени амплитуда волны уже была слишком мала, чтобы её можно было обнаружить с лодки. Однако изменение поверхности моря было видно из космоса благодаря международному спутнику Surface Water and Ocean Topography (SWOT), запущенному в 2022 году.
«У нас никогда не было возможности делать такие вещи в этих регионах на этом уровне раньше», — сказал Монахан.
SWOT использует два альтиметра, расположенные на расстоянии 10 метров друг от друга, для триангуляции небольших изменений высоты воды. До SWOT спутники имели один альтиметр и могли давать одномерное представление океана. Теперь, по словам Монахана, исследователи могут получать точные снимки поверхности моря с высоким разрешением даже между глубокими стенами отдалённого фьорда.
«У нас никогда не было возможности делать такие вещи в этих регионах на этом уровне раньше», — повторил он.
Спутник несколько раз пролетал над фьордом Диксон во время основного события и последующего меньшего обвала горных пород. Монахан и его коллеги изучили данные SWOT с четырёх пролётов, каждый раз отслеживая наклон поверхности моря вдоль одного и того же трансекта.
Вода плескалась между стенами фьорда.
Исследователи расширили поиск, чтобы исключить другие причины. Время возникновения волн не совпало со временем ветров, зафиксированных метеостанцией во фьорде, или с моделью приливов и отливов, зафиксированной SWOT в течение следующих 13 месяцев. Однако величина волны соответствовала сейсмическому сигналу, что ещё раз подтвердило, что геометрия фьорда удерживала волну.
«Наука в лучшем виде»
Исследование подтвердило наличие сейши, а также показало раннюю полезность SWOT, который закончил калибровку всего за 2 месяца до первоначального обвала горных пород.
«Они своего рода идеальные партнёры — спутниковые и сейсмические данные», — сказал Яо Ю, физик-океанограф, работающий с данными SWOT в Институте океанографии Скриппса. Спутник создан для работы с океанами, реками и озёрами, сказала она, но новое исследование показывает, что он также может собирать хорошие данные из высокоширотных фьордов в районах, недоступных для предыдущих спутников.
«Многие вещи, которые мы никогда не ожидали, что SWOT сможет сделать, на самом деле работают очень хорошо», — сказала она.
Пространственное разрешение SWOT особенно важно в Арктике, где сейсмометры редки. Спутник предоставляет лишь периодические наблюдения, но может получить доступ к удалённым местам. Это заполняет пробел, сказал Стивен Хикс, сейсмолог из Университетского колледжа Лондона и соавтор одной из оригинальных статей о сейшах.
«Они своего рода идеальные партнёры — спутниковые и сейсмические данные», — повторил он. Новое исследование подкрепляет и развивает оригинальное исследование, добавил он, и «это своего рода наука в лучшем виде».