Leopold Lobkovský je geofyzik sedící na dvou židlích. V Moskevském institutu fyziky a technologie a oceánologickém institutu Ruské akademie věd. Jeho specialitou je geodynamika a smykové deformace ve zlomových zónách. Ve svém článku, který před dvěma dny  uveřejnil odborný časopis Geosciences, rozebírá autor možnost oteplování jako následek velkých zemětřesení.

Není žádným tajemstvím, že stávající klimatické modely mají s vysvětlením opakujících se náhlých nárůstů teplotních anomálií v Arktidě, problém. Lobkovský se to snaží uvést na pravou míru svou „geodynamickou hypotézou“. Má ale pro svůj nový pohled na věc dost pádné argumenty? Zdá se že má. Než se svou hypotézou vyrukoval veřejně, byl si vědom, že musí dát odpovědět na tři otázky.

1.) Shodovala se data velkých zemětřesení s teplotními skoky?

2.) Může nějaký mechanismus umožnit šíření následků litosférických poruch na velkou vzdálenost?

3.) Čím by poruchy ovlivnily tání Arktidy.

Na první z otázek je odpověď kladná. Dokládají to jak záznamy zemětřesení, tak i náhlé a razantní, jinak těžko vysvětlitelné, náhlé nárůsty teploty. Teplotní anomálie jsou v připojeném grafu dobře patrné.

Obrázek: Kolísání teploty vzduchu v Arktidě od roku 1900 (údaje shromážděné Výzkumným ústavem pro Arktidu a Antarktidu). Silné červené čáry označují fáze náhlého oteplování, stávajícími klimatickými modely těžko obhajitelné.

To s čím autor studie přichází, je uvědomění si vztahu dění v oblasti Aleutských ostrovů a následným oteplováním v Arktidě, přicházejícím s pravidelným časovým odstupem dvaceti let. Jak by se ale dění v jedné oblasti mohlo projevit na vzdálenost více než 2 000 kilometrů a navíc s tak velkým časovým zpožděním? I pro to má autor vysvětlení.

Litosféra plovoucí na astenosféře. Její poruchy se jeví být spouštěcím mechanismem náhlého oteplování Arktidy. Kredit: H'arnet, Wikipedia, CC BY-SA 3.0.

Pokud jste také žili v představě, že zemětřesení se šíří rychlostí 8 kilometrů za sekundu, tak je na čase si to ještě doplnit o poznatek takzvaných „tektonických vln“ (někteří autoři pro ně razí termín „deformační vlny“). V jejich případě jde o mechanické výkyvy - pomalé šíření deformace litosféry, k níž dochází v pevné, kvazihomogenní elastické desce podložené na vysoce viskózní astenosférické vrstvě.

Že něco takového existuje je známo už déle než půl století. V tom nejjednodušším případě (vodorovných deformací v litosférické vrstvě) lze šíření poruchy způsobené počátečním posunem popsat pravidelnou difúzní rovnicí. Migrace těchto „otřesů“ po zemětřesení v aleutském oblouku již byla dokonce změřena a hodnota (rychlost vln) pro tichomořskou desku v podélném směru byla stanovena zhruba na 100 kilometrů za rok. I když tyto, hlemýždí rychlostí se šířící vlny podléhají silnému útlumu, překonat stovky kilometrů pro ně není problém. Lze předpokládat, že velká zemětřesení to zvládají i na vzdálenost mezi Aleutami a arktickým šelfem.

Nastíněné představě hraje do karet až příliš nápadná korelace mezi sériemi tří velkých zemětřesení (k nimž došlo mezi lety 1957 a 1965 a dosahující až M 9,3) a pozorovaným následným oteplením Arktidy se zpožděním dvaceti let. Stejně tak tomu je i v případě megazemětřesení v roce 1906, po nichž subdukční zóna byla v klidu více než dvacet let. A do třetice tu máme obdobný jev po historicky zaznamenanou zemětřesnou pohromou roku 1899. Je opět v souladu s odpovídajícím časovým zpožděním.

Spojovacím článkem je metan

Velká zemětřesení v aleutském oblouku mají podle nové hypotézy být oním ukazováčkem na spoušti mechanismu uvolňování emisí metanu z permafrostu.

Московский физико-технический институт (Moskevský institut fyziky a technologie), logo.

Není to tak bláznivá představa, jak by se mohlo zdát. V permafrostu je plyn ve stavu metastabilního hydrátu. Pro tuto formu je laboratorně potvrzeno, že začne uvolňovat plyn po zvýšení teploty nad bod tání. Ale nejen to. K uvolnění plynu stačí jakékoliv narušení kritického stavu. A právě to zvládnou i relativně slabé stresové poruchy. Potvrzují to výsledky pokusů provedené na katedře geokryologie Moskevské státní univerzity. Zjednodušeně si je můžeme popsat následovně. Metastabilní hydrát je v půdě „konzervován“ ve formě jakýchsi vajíček. Okolo částic hydrátu je skořápka tenké vrstvy ledu. I malý posun (stres) vyvolá ve skořápce (silné pouhou jednu tisícinu milimetru) mikrotrhlinky. Vzniklými mikropóry se v důsledku tlakového gradientu začne z usazených hornin masívně uvolňovat plyn, a to i při teplotách pod bodem mrazu! Metan, jako mocný oteplovací plyn, se následně postará o náhlý nárůst teploty a tání arktického ledu.

I když retrospektivně provedená prognóza oteplení Arktidy, jako následek velkých zemětřesení, je až obdivuhodně přesná, jde zatím stále jen o hypotézu. Tu teď bude potřeba potvrdit, nebo vyvrátit. Vše ale zatím nasvědčuje tomu, že tu máme nového neantropogenního klimatického hráče, který z náhlého oteplování Arktidy viní poruchy v litosféře a seismogenní činnost představuje jako jako spouštěcí mechanismus procesů zesilujících emise. Je to nový pohled na problém globálního oteplování a ti, kteří se živí předpovědním klimatickým modelováním, by s ním měli začít pracovat

Literatura

L. Lobkovsky: „Seismogenic-Triggering Mechanism of Gas Emission Activizations on the Arctic Shelf and Associated Phases of Abrupt Warming“. Geosciences 2020, 10(11), 428.