Згідно з новим дослідженням, у міру посилення зміни клімату, Південна Африка не лише стає спекотнішою та сухішою, але й піднімається на 2 міліметри на рік. Вчені знали, що це підняття відбувається, але переважаюче пояснення пов’язувало його з мантійним потоком у земній корі під країною. Нове дослідження показує, що підняття спричинене нещодавніми посухами та спричиненою ними втратою води, тенденцією, пов’язаною з глобальною зміною клімату. Відкриття стало можливим завдяки мережі станцій глобальної навігаційної супутникової системи (GNSS) у Південній Африці. Ця мережа, яка використовується переважно для досліджень атмосфери, надає точні дані про висоту різних місць по всій країні.
«Ці дані показали середнє підвищення на 6 міліметрів між 2012 і 2020 роками», — каже геодезист Макан Карегар з Боннського університету.
Експерти пояснювали це явище гарячою точкою Кватламба. Локалізоване опуклість у земній корі могла утворитися внаслідок підняття матеріалу з ймовірного мантійного шлейфу під цим регіоном, що стимулювало нещодавнє підняття.
«Однак, тепер ми перевірили іншу гіпотезу», — каже Карегар . «Ми вважаємо також можливим, що втрата ґрунтових і поверхневих вод відповідає за підняття суші».
Щоб дослідити цю можливість, Карегар та його колеги проаналізували дані про висоту GNSS разом зі схемами опадів та іншими гідрологічними змінними в регіонах Південної Африки. Виділявся сильний зв’язок. Райони, де в останні роки траплялися сильні посухи, зазнали особливо різкого підняття землі. Зростання було найбільш помітним під час посухи 2015–2019 років, періоду, коли Кейптаун зіткнувся з загрозою «нульового дня» – дня без води.
У дослідженні також розглядалися дані супутникової місії GRACE, спільної роботи NASA та Німецького аерокосмічного центру для вимірювання гравітаційного поля Землі та змін у розподілі води.
«Ці результати можна використовувати, серед іншого, для розрахунку зміни загальної маси водосховища, включаючи суму поверхневих вод, вологості ґрунту та підземних вод», — каже геодезист Боннського університету Крістіан Мілке. «Однак ці вимірювання мають лише низьку просторову роздільну здатність у кілька сотень кілометрів».
Незважаючи на таку низьку роздільну здатність, дані супутника GRACE підтвердили гіпотезу: місця з меншою водною масою мали вищий рівень підняття на сусідніх станціях GNSS. Команда використовувала гідрологічні моделі для вищої роздільної здатності розуміння того, як посухи можуть впливати на кругообіг води.
«Ці дані також показали, що підняття суші можна пояснити, головним чином, посухою та пов’язаною з нею втратою водної маси», — каже Мілке.
Дослідники припускають, що окрім висхідного тиску від мантійного шлейфу, втрата вологи в земній корі також може спричинити її випинання. Це ще один приклад того, як зміна клімату впливає на світ навколо нас, але вона також може мати практичну цінність.
Дані ГНСС, які є економічно ефективними та простими у зборі, можуть запропонувати новий спосіб відстеження дефіциту води, включаючи критично важливі підземні водні ресурси, які надмірно експлуатуються людиною для сільського господарства та інших цілей. З огляду на серйозну загрозу, яку посухи становлять у Південній Африці, а також у багатьох інших частинах світу, це відкриття може дати цінне уявлення про доступність води. Дослідження було опубліковано в Journal of Geophysical Research: Solid Earth.