Льодовики швидко зникають – щорічно втрачається 273 мільярди тонн льоду

Станом на 2000 рік льодовики—за винятком континентальних льодовикових щитів Гренландії та Антарктиди—покривали площу 705 221 км² та містили приблизно 121 728 мільярдів тонн льоду по всьому світу. Відтоді льодовики втратили близько 5% своєї загальної маси льоду, причому регіональні втрати варіюються від 2% в Антарктичних та субантарктичних островах до 39% у Центральній Європі. У середньому льодовики щороку втрачають 273 мільярди тонн (273 трильйони кг) льоду. Ця річна втрата зросла на 36% у другій половині періоду (2012–2023) порівняно з першою (2000–2011). Загальна втрата льоду з льодовиків приблизно на 18% перевищує втрати льоду з льодовикового щита Гренландії та більш ніж удвічі перевищує втрати з Антарктичного льодовикового щита.

Глобальне дослідницьке співтовариство

Для нового дослідження міжнародна команда вчених під координацією Всесвітньої служби моніторингу льодовиків (World Glacier Monitoring Service, WGMS), розташованої в Цюрихському університеті (Швейцарія), провела так званий Порівняльний аналіз масового балансу льодовиків (Glacier Mass Balance Intercomparison Exercise, GlaMBIE). Дослідницьке співтовариство зібрало, узгодило, об’єднало та проаналізувало зміни маси льодовиків, використовуючи різні методи польових і супутникових спостережень. Команда порівняла та об’єднала результати різних методів у щорічний часовий ряд змін маси льодовиків для всіх льодовикових регіонів світу з 2000 по 2023 рік.

Гірський масив Чугач, Аляска

Це зображення, зафіксоване супутником Sentinel-2 6 жовтня 2017 року, показує танення льодовиків Скотт (ліворуч), Шерідан (у центрі) і Чайлдс (праворуч), які живлять озера та річки в їхніх передових зонах. Дослідники зібрали 233 оцінки регіональних змін маси льодовиків від близько 450 авторів даних, організованих у 35 дослідницьких групах.

«Поєднуючи переваги різних методів спостережень, GlaMBIE надає не лише нові уявлення про регіональні тенденції та міжрічну варіабельність. Ми також змогли виявити розбіжності між методами спостереження, що дає змогу краще зрозуміти та покращити майбутні оцінки», — пояснює професор Цюрихського університету Майкл Земп, керівник дослідження.

Зменшення регіональних запасів прісної води та підвищення рівня моря

З 2000 по 2023 рік загальна втрата маси льодовиків становила 6 542 мільярди тонн. Це підвищило рівень світового океану на 18 мм при середньорічній швидкості 273 мільярди тонн або 0,75 мм на рік. Таким чином, льодовики наразі є другим за величиною чинником підвищення рівня моря після нагрівання океану та перед внеском льодовикового щита Гренландії, змінами у збереженні води на суші та Антарктичним льодовиковим щитом.

Льодовики в Північному Льодовитому океані

Це зображення, зроблене супутником Sentinel-2 12 вересня 2017 року, показує блакитні льодовики на червонувато-коричневому архіпелазі Земля Франца-Йосифа, розташованому на північ від 80-ї паралелі у Північному Льодовитому океані (чорний колір). Льодовики (синій колір) майже не покриті снігом (білий колір), що свідчить про значну втрату маси.
📷 Джерело: Дані супутника Copernicus Sentinel (2017)

Крім того, танення льодовиків призводить до втрати регіональних запасів прісної води.

«Щоб усвідомити масштаб проблеми, варто зазначити: 273 мільярди тонн льоду, втрачені за один рік, — це обсяг води, який усе людство споживає за 30 років, виходячи з норми 3 літри на людину на день», — зазначає Земп.

«Льодовики є життєво важливим джерелом прісної води, особливо для місцевих громад у Центральній Азії та Центральних Андах, де вони забезпечують стік води у теплі та посушливі сезони», — додає гляціолог UZH Інес Дюсайан, яка брала участь в аналізі GlaMBIE. «Проте, коли йдеться про підвищення рівня моря, ключову роль відіграють льодовики в Арктиці та Антарктиці, оскільки вони займають значно більші площі. Майже чверть внеску льодовиків у підвищення рівня моря походить з Аляски», — підкреслює вона.

Обмеження негативних наслідків через кліматичний захист

Це дослідження є важливим етапом на шляху до Міжнародного року збереження льодовиків 2025 та Декади дій у кріосферних науках (2025−2034), оголошених ООН. GlaMBIE встановлює нову базу спостережень для майбутніх досліджень, що дозволяє покращити прогнози щодо запасів прісної води та підвищення рівня моря.

«Наші спостереження та останні моделювання вказують на те, що втрата маси льодовиків продовжуватиметься і, можливо, прискориться до кінця цього століття», — заявляє гляціолог UZH та керівник проєкту GlaMBIE Самуель Нуссбаумер.

«Це підтверджує заклик Міжурядової групи експертів зі зміни клімату до термінових та конкретних заходів щодо скорочення викидів парникових газів і стримування потепління, щоб зменшити вплив деградації льодовиків на місцеві природні небезпеки, регіональну доступність прісної води та глобальне підвищення рівня моря», — підсумовує він.

Вчені розкривають приховані мантійні супермагістралі під Тонгою

Проривне дослідження надало найдетальніший на сьогодні 3D-огляд внутрішньої структури зони субдукції Тонга, де найшвидші тектонічні плити Землі змінюють структуру земної кори. Використовуючи інноваційні сейсмічні методи, дослідники створили карту глибоких мантійних потоків, розкриваючи взаємодію розплавленої породи із зануреними літосферними плитами та її вплив на вулканічну активність і рух плит.

Дослідження мантійної динаміки в зоні субдукції Тонга

Проривне дослідження, опубліковане в провідному китайському журналі Geoscience, дало нові уявлення про динаміку мантії під зоною субдукції Тонга. Дослідники з Океанічного університету Китаю та Університету Тохоку (Японія) використали передові сейсмічні методи для створення детальної 3D-моделі мантійного потоку, взаємодії мантійного плюму та субдукованих плит, а також активності в басейні задньої дуги. Їхні висновки допомагають вирішити давні суперечки щодо роботи цих глибинних процесів Землі.

Сейсмічні дані: висока роздільна здатність моделювання мантії

Команда проаналізувала 150 219 вимірювань амплітуди та фази сейсмічних хвиль від 1 088 віддалених землетрусів (телесейсмічних подій), зафіксованих 110 сейсмічними станціями, включаючи як наземні, так і підводні сенсори в басейні Лау та навколишніх регіонах. Використовуючи хвилі Релея в діапазоні періодів 20–150 секунд, вчені застосували метод азимутальної анізотропної томографії, що дозволяє виявляти напрямні варіації швидкості сейсмічних хвиль через орієнтацію мінералів у породах мантії.

Цей підхід дозволив створити високоточну 3D-модель сейсмічних швидкостей на глибину до 300 км під поверхнею. Проведені тести підтвердили точність моделі, з бічною роздільною здатністю близько 150 км і вертикальною роздільною здатністю 50–75 км на глибинах до 150 км, що забезпечує надійний просторовий аналіз.

Основні відкриття: потоки мантії та взаємодія плити з плюмом

Ключові результати дослідження свідчать, що матеріал мантійного плюму Самоа надходить у басейн Лау на глибинах до 50 км через асиметричне відступання (rollback) субдукованої Тихоокеанської плити. Цей мілководний потік узгоджується з геохімічними даними, що свідчать про плюмне походження магми в північних вулканічних зонах басейну. Дослідження також визначило відмінності в мантійних потоках у різних частинах басейну Лау:

  • У швидко розширюваній північній частині басейну потоки спрямовані із заходу на схід.
  • У повільнішій південній частині домінує рух з півночі на південь, що відображає адаптацію мантії до нерівномірного відступання субдукованої плити.

У межах зануреної плити:

  • На мілких глибинах (<150 км) швидкі напрями зсувних хвиль (N-S) пов’язані з нормальними розломами, спричиненими вигином плити.
  • На більших глибинах спостерігається анізотропія, перпендикулярна до жолоба, що вказує на зміну орієнтації напружень.

Крім того, у зовнішній мантії перед жолобом виявлено мантійний потік, паралельний субдукційному жолобу. Його стискання через відступання плити кидає виклик традиційним моделям циркуляції мантії у зонах субдукції.

a) Фон тектонічної обстановки в регіоні Тонга-Лау-Фіджі. (b) Схематична діаграма структури верхньої мантії під регіоном Тонга-Лау-Фіджі.

Зона субдукції Тонга: природна лабораторія геодинаміки

Зона субдукції Тонга є унікальним об’єктом для дослідження взаємодії плит і мантії, оскільки тут фіксуються найшвидші у світі темпи конвергенції плит (~24 см/рік) та розширення басейну задньої дуги. Це дослідження об’єднало попередні ізотропні та анізотропні моделі, вперше створивши цілісну 3D-картину зв’язку між мантійною динамікою та тектонікою поверхні.

Використання азимутально змінних хвиль поверхні разом із багатомасштабною томографією стало методологічним проривом, що поєднує геофізичні спостереження з геохімічними доказами. Це допомогло уточнити механізми руху мантійних потоків, взаємодії плюмів із плитами та формування басейнів задньої дуги. Отримані результати не лише поглиблюють розуміння процесів субдукції, а й можуть бути використані для вивчення інших складних систем, таких як Маріанський і Ідзу-Бонінський дугові комплекси, де також взаємодіють мантійні плюми та субдуковані плити.

Наслідки: розвиток сейсмічної візуалізації та геодинамічних моделей

Це дослідження демонструє революційний потенціал високоточної сейсмічної візуалізації у вивченні процесів Землі. Основні висновки підкреслюють важливість міжнародної співпраці у вирішенні геодинамічних питань, надаючи цінні дані для прогнозування природних катастроф та вдосконалення моделей планетарного масштабу. Розкриваючи приховані сили, що формують внутрішню будову Землі, ця робота є зразковим прикладом того, як сучасна сейсмологія допомагає зрозуміти складні взаємодії між тектонічними плитами та мантійною конвекцією — основою сучасної геонауки.

Гіпотеза «потокової нестабільності»: що це таке і як до цього причетний Hubble

Пояс Койпера, віддалений регіон крижаних тіл за межами Нептуна, є домом для багатьох космічних чудес. Серед них одна особлива трійця космічних об’єктів нещодавно привернула увагу вчених. Космічні системи, що складаються з трьох об’єктів, які обертаються один навколо одного, завжди були викликом для астрономів, оскільки передбачити їхні траєкторії вкрай складно. Взаємодія гравітаційних полів трьох тіл зазвичай призводить до хаотичних динамічних процесів, що дало початок «проблемі трьох тіл».

Відкриття того, що раніше ідентифікована подвійна система в поясі Койпера може насправді складатися з трьох тіл, може змінити наше розуміння процесів формування та еволюції об’єктів цього регіону. Команда дослідників, яка зробила відкриття, стверджує, що виявила стабільну систему з трьох тіл, що є дуже рідкісним, але не безпрецедентним явищем. Це може стати значним проривом у планетології.

Що виявили астрономи?

Дослідники з Університету Бригама Янга (США, штат Юта) вважають, що вони відкрили другу трійцю космічних тіл у поясі Койпера, відому на сьогодні. Якщо це підтвердиться, то можна припустити, що подібні тричленні системи зустрічаються частіше, ніж вважалося раніше. Це також підкріплює унікальну теорію про історію Сонячної системи та процес утворення об’єктів пояса Койпера (KBOs).

«Всесвіт сповнений тричленних систем, включаючи найближчі до Землі зорі в системі Альфа Центавра. Ми виявляємо, що пояс Койпера може не бути винятком», — говорить авторка дослідження Майя Нельсен, випускниця факультету фізики та астрономії BYU.

Що таке об’єкти пояса Койпера?

Каталогізовані у 1992 році, об’єкти пояса Койпера є первинними крижаними залишками з раннього періоду існування Сонячної системи. Цей пояс лежить далеко за орбітою Нептуна. На сьогодні вчені зафіксували понад 3 000 KBO, а загальна їхня кількість може сягати сотень тисяч, якщо враховувати всі об’єкти, більші за 16 км у діаметрі. Найбільшим об’єктом пояса Койпера є карликова планета Плутон.

Формування об’єктів пояса Койпера

Нове відкриття, зроблене за допомогою Габбла, дає ключові підказки щодо теорії утворення KBO, згідно з якою три маленькі кам’янисті тіла могли з’явитися не внаслідок зіткнення у густонаселеному поясі Койпера, а завдяки гравітаційному колапсу матерії в диску навколо молодого Сонця. Цей процес, ймовірно, стався близько 4,5 мільярда років тому.

Для порівняння, відомо, що зорі зазвичай формуються шляхом гравітаційного колапсу газу, часто утворюючи подвійні або потрійні системи. Припущення, що об’єкти пояса Койпера можуть формуватися подібним чином, є цікавою концепцією, яка наразі перебуває на стадії перевірки.

Система Альтжира

Дослідження стосується системи Альтжира, розташованої на околицях Сонячної системи, приблизно у 44 рази далі від Сонця, ніж Земля. Раніше у зображеннях Габбла вчені бачили два KBO у цій системі, але тепер припускають, що внутрішній об’єкт насправді складається з двох тіл, які виглядають як одне через їхню близькість одне до одного та величезну відстань від Землі.

Вчені пояснюють, що розрізнити два окремі тіла на такій відстані можна лише непрямими методами. Протягом 17 років команда спостерігала за рухом зовнішнього об’єкта в системі Альтжира. Вони помітили невеликі зміни в орбіті, які не відповідали очікуваним моделям.

Можливі гіпотези щодо системи Альтжира

Аналізуючи дані з Габбла, дослідники дійшли висновку, що найсильніші докази свідчать на користь потрійної системи. Вони також розглянули альтернативні пояснення:

  • Внутрішній об’єкт може бути контактною подвійною системою (двома тілами, що торкаються одне одного).
  • Об’єкт може мати неправильну, сплющену форму, схожу на млинець.

Наразі у поясі Койпера зафіксовано близько 40 подвійних об’єктів.

Якщо виявлення другої потрійної системи підтвердиться, це може означати, що такі системи є не поодинокими аномаліями, а частиною цілого класу тричленних утворень, що виникли за схожих умов. Історично детально вивченими об’єктами пояса Койпера були лише Плутон і Аррокот, які досліджувалися місією NASA New Horizons у 2015 та 2019 роках відповідно. Аррокот є контактною подвійною системою, де два об’єкти з часом зблизилися й утворили форму, схожу на арахіс.

Що буде далі?

Команда дослідників називає Альтжиру «близьким родичем» Аррокота, оскільки вони походять з однієї групи об’єктів у поясі Койпера. Альтжира приблизно вдесятеро більша за Аррокот і має діаметр близько 200 км. Хоча наразі немає запланованих місій для детального вивчення Альтжири, вчені з нетерпінням чекають майбутньої можливості спостерігати за нею.

Протягом наступного десятиліття зовнішній об’єкт системи Альтжира пройде перед центральним тілом, що дасть змогу отримати нові дані про цю інтригуючу систему. Крім того, у наступному циклі спостережень дослідження підтримає космічний телескоп James Webb, який допоможе отримати нові докази щодо цих трьох заморожених космічних тіл. Дослідження опубліковане в The Planetary Science Journal.

Вчені знайшли прабатьківщину стародавніх кельтів

У наші дні кельтськими мовами говорять лише в прибережних областях північного заходу Європи. А дві-три тисячі років тому вони охоплювали більшу частину європейського населення. Традиційно їх пов’язували з археологічною культурою дзвонових кубків, є роботи про їх появу в Британії, на Іберійському півострові, південному заході Німеччини. А ось про прабатьківщину думки розійшлися. У новому дослідженні вчені провели великий генетичний аналіз давньої ДНК та протестували гіпотези походження цієї групи індоєвропейських мов.

Генетичні дослідження останніх років показали, що індоєвропейські мови до Європи потрапили разом із представниками ямної культури зі степів Причорномор’я та Прикаспію. Ямники займалися скотарством і вели рухливий спосіб життя. Мігруючи на захід п’ять тисячоліть тому, вони поєднувалися з корінним землеробським населенням. Так з’явилися ключові народи Європи бронзового та залізного віків.

Від змішування степовиків-ямників і неолітичних землеробів виникла культура дзвонових кубків. Є припущення, що ця культура породила кілька індоєвропейських діалектів, включаючи кельтські мови. Згідно з генетичними дослідженнями, кельтські мови проникали на територію Британії двічі — 4500 та 3200-2800 років тому, причому в останньому випадку знайшли зв’язок із похованнями кновізської культури у центральній Чехії. Загалом генезис та історія кельтських мов між двома хвилями міграції залишилися нез’ясованими.

Розібратися в проблемі вирішили вчені на чолі з Еске Віллерсльовом, який представляє одразу три організації — Університет Копенгагена (Данія), Кембриджський університет (Великобританія) та Бременський університет (Німеччина). Їх стаття розміщена на сайті електронного архіву наукових статей та препринтів з біології bioRxiv.org. Дослідники проаналізували 4587 геномів за допомогою ідентичних за походженням блоків (shared identity-by-descent). Сюди увійшли 752 нових геному, з яких 126 походять із Франції, Німеччини, Австрії, з Британських островів.

Як пояснили автори, є три моделі експансії кельтських мов. Згідно з першою, вони поширювалися починаючи з пізнього неоліту вздовж атлантичної Європи через культуру дзвонових кубків. Друга модель передбачає їхню пізню появу з території Франції, Іберійського півострова або півночі Італії. Або кельтські мови це продукт пізньої бронзи — раннього залізного віку, що сформувався в середовищі гальштатської та латенської культур у центральній Європі. Спочатку генетики окреслили територію поширення культури дзвонових кубків у бронзовому та залізному століттях, у межах якої формувалися кельтські мови. Потім простежили міграції родинних народів усередині цієї великої сфери. У цьому вся допомогли кластери геномів, містять домішки корінних землеробів неоліту. Усього виділили три «землеробські» кластери, які послужили маркерами генетичних ліній.

Для початкового аналізу взяли зразки з передбачуваних прабатьківщин кельтів — Британських островів та Ірландії, Франції, Іберійського півострова, Чехії. Додали матеріал із епохи неоліту, бронзового віку Анатолії, від ранніх анатолійських землеробів, культури кулястих амфор у Польщі. Аналогічні датасети склали для пізніших періодів та детально відкартували хвилі міграцій.

Потрібно пояснити, що кельти кремували померлих, тому їхньої ДНК пізньої бронзової доби дуже мало. Лише представники кновізської культури із Чехії спалювали не всіх, що дозволило заповнити прогалини. Моделювання підтвердило здогад про те, що кельтські мови поширювали народи, пов’язані з культурою полів похоронних скриньок центрально-східної Європи в пізньому бронзовому столітті. Звідти вони принесли їх до Франції, Британії, Іберійського півострова, Італії.

Лінія, що виявилася пізніше в кновізській культурі і дала, мабуть, початок кельтським мовам, зародилася чотири-три тисячі років тому. У ній виявили особливо сильний «землеробський» сигнал, родом з Італії з пізнішою домішкою анатолійців. Потім з 3200 по 2800 років тому ця лінія поширилася по всій західній Європі та пізніше (2800-2500 років тому) влилася у гальштатську культуру Франції, Німеччини, Австрії.

Вчені попереджають, що фастфуд може прискорити біологічне старіння

Дослідження близнюків показало, що нездорове харчування прискорює біологічне старіння, тоді як здорове – уповільнює його. Генетика, а не спільне дитяче середовище, відіграє ключову роль, проте здорова дієта корисна для всіх.

Вплив харчування на біологічне старіння

Біологічний вік не завжди відповідає хронологічному, тому люди можуть старіти з різною швидкістю на клітинному рівні. Якщо біологічне старіння випереджає хронологічне, це підвищує ризик розвитку хвороб і передчасної смерті. Недавнє дослідження виявило, що раціон із низьким вмістом овочів і фруктів, але високим рівнем червоного м’яса, фастфуду та солодких напоїв, пов’язаний із прискореним біологічним старінням навіть у молодих дорослих.

Темпи біологічного старіння визначають різницю між біологічним та хронологічним віком, вказуючи, чи старіє людина швидше чи повільніше, ніж очікувалося. Це оцінюють за допомогою епігенетичних годинників – моделей, що аналізують метилювання ДНК, яке впливає на експресію генів.

Дослідження близнюків

Науковці з Університету Ювяскюля та Центру досліджень геронтології вивчали, чи може харчування передбачати темпи біологічного старіння в молодому віці. У дослідженні взяли участь близнюки віком від 20 до 25 років.

Результати показали, що низьке споживання овочів і фруктів, а також високий рівень споживання червоного та переробленого м’яса, фастфуду та підсолоджених напоїв асоціюються з прискореним біологічним старінням. Навпаки, раціон, багатий на овочі та фрукти, а також із низьким вмістом м’яса, фастфуду та солодких напоїв, пов’язаний зі сповільненим старінням.

Вплив способу життя та генетичних факторів

«Частина спостережуваних зв’язків може пояснюватися іншими факторами способу життя, такими як фізична активність, куріння та маса тіла, адже здорові й нездорові звички часто зустрічаються разом», – зазначає дослідниця Суві Раві. «Проте навіть з урахуванням інших факторів дієта мала невеликий, але незалежний вплив на старіння».

Оскільки учасниками дослідження були близнюки, науковці змогли оцінити генетичний вплив на зв’язок між харчуванням і біологічним віком. Результати свідчать, що спільний генетичний фон, а не середовище, в якому зростали близнюки, пояснює цей зв’язок у молодому віці.

«Однак це не означає, що здорове харчування не буде корисним для всіх», – наголошує Раві.

Вибух Starship SpaceX порушив роботу чотирьох аеропортів Флориди

Восьмий випробувальний політ ракети SpaceX Starship завершився вибухом. Це вже другий поспіль інцидент за останні півтора місяця. За даними Федерального управління цивільної авіації США (FAA), аварія призвела до серйозних порушень авіасполучення: через ризик зіткнення з уламками було затримано 240 рейсів, 28 літаків перенаправили до інших аеропортів, а 40 повітряних суден провели в зоні очікування в середньому по 22 хвилини.

Найбільші затримки зафіксовані в Маямі, Форт-Лодердейлі, Орландо та Палм-Біч — зупинка наземних операцій там тривала трохи більше за годину. Кадри з місця подій, опубліковані в соцмережах, зняли уламки Starship, що розпалялися над південною Флоридою і Багамами. Трансляція SpaceX показала, що ракета втратила керування і почала обертатися невдовзі після відключення двигунів, що призвело до руйнування конструкції на орбіті. Незважаючи на аварію, засновник компанії Ілон Маск назвав подію «незначною невдачею» і заявив, що наступний Starship буде готовий до запуску через 4–6 тижнів.

Раніше в лютому FAA видало SpaceX ліцензію на проведення тестового польоту, незважаючи на відкрите розслідування попереднього інциденту. Регулятор вимагає від компанії провести детальний аналіз причин аварії. Starship заввишки 123 метри — ключовий елемент амбітного плану Маска щодо відправлення людей на Марс на початок 2030-х років. Два поспіль невдалі запуски у критичних фазах місії ставлять під питання графік реалізації програми, яку SpaceX прагнула прискорити цього року.