Schimbarea climei

Distribuția maselor de gheață și apă deplasează centrul în jurul căruia se rotește planeta noastră

Deplasarea axei de rotație a Pământului în momente diferite

pământului

Un bun glob simulează planeta noastră în trei dimensiuni care se rotesc perfect pe o axă care se unește cu polul Nord si polul Sud dar realitatea este ceva mai complexă: el axa de rotație din teren fluctuează constant - deși într-o măsură relativ mică.

Unul dintre factorii care provoacă o oscilație a acestei axe este schimbarea climatică și alterarea pe care acest fenomen global o provoacă în masa de apă și gheață găsită pe suprafața pământului, potrivit datelor publicate de o echipă de experți de la NASA printr-un articol publicat pe 8 aprilie în revista Progrese științifice.

Topirea stratelor de gheață, în special în Groenlanda, provoacă această schimbare a distribuției greutății, ceea ce a condus la o modificare a cursului Polului Nord și a mișcării axei de rotație a Pământului în raport cu crusta sa, cunoscută sub numele de mișcarea polară, conform acestui studiu.

Deplasarea axei de rotație a Pământului

Oamenii de știință au măsurat cu acuratețe mișcarea polară și polul adevărat încă din 1899 și, în cea mai mare parte a secolului XX, a existat o ușoară migrație în Canada. Dar acest lucru s-a schimbat în acest secol, deoarece mișcarea înregistrată se îndreaptă spre Anglia, potrivit Surendra Adhikari, autorul principal al articolului și membru al Jet Propulsion Lab al NASA.

"Schimbarea recentă de direcție care a avut loc în secolul al XX-lea este apreciabilă", a spus Adhikari. În timp ce oamenii de știință susțin că răsucirea este inofensivă, asta nu înseamnă că este semnificativă. Jonathan Overpeck, profesor de geoștiințe la Universitatea din Arizona, care nu a fost implicat în studiu, a spus că „acest lucru subliniază cât de real și de profund este impactul pe care îl au oamenii pe planetă”.

Date importante pentru sisteme precum GPS

Pentru a ne face o idee despre precizia studiilor științifice, trebuie remarcat faptul că cea mai mare deplasare observată până acum a axei Pământului a fost de aproximativ 12 metri. Această modificare nu implică efecte negative imediate asupra mediului și a oamenilor, dar poate fi important să fie luată în considerare, de exemplu, la calibrarea sistemelor de poziționare precum GPS.

Din 2003, Groenlanda a pierdut în medie mai mult de 272,1 trilioane de kilograme de gheață pe an și asta afectează modul în care Pământul „se clatină”, similar cu ceea ce se întâmplă cu un patinator când ridică un picior și execută o răsucire, a spus Eirk Irvins, om de știință al NASA și coautor al studiului.

În plus, regiunea Antarcticii de Vest pierde 275 miliarde de kilograme de gheață, în timp ce regiunea de Est câștigă anual aproximativ 74,8 miliarde de kilograme de gheață, ceea ce accentuează și înclinația observată, a spus Ivins. Toate se combină pentru a determina mișcarea polară să împingă spre est, spune Adhikari. Jianli Chen, om de știință la Centrul de Cercetare Spațială al Universității din Texas, a atribuit inițial modificări polare schimbărilor climatice în 2013 și susține acum că acest nou studiu duce lucrarea sa cu un pas mai departe. „Nu este nimic de îngrijorat”, spune Chen, care nu a fost implicat în cercetarea NASA. "Este doar un alt efect interesant al schimbărilor climatice", a adăugat el.

În articolul publicat în Progrese științifice, Surendra Adhikari și Erik Ivins de la Laboratorul de Propulsie cu jet al NASA din Pasadena, California, au investigat modul în care mișcarea apei în jurul lumii contribuie la oscilațiile de rotație ale Pământului. Studiile anterioare au identificat multe conexiuni între procesele de la suprafață sau în interiorul Pământului și în formele rătăcitoare ale planetei noastre. De exemplu, mantaua Pământului încă se reajustează la pierderea gheții din America de Nord după ultima eră glaciară, iar masa redusă de sub acel continent trage axa de girație spre Canada, cu o rată de câțiva centimetri în fiecare an. Cu toate acestea, unele mișcări nu sunt încă explicate.

O cotitură puternică spre est

În jurul anului 2000, axa de rotație a Pământului a luat o întorsătură bruscă spre est și acum se deplasează aproape de două ori mai repede decât înainte, cu o rată de aproape 17 centimetri în fiecare an. „Nu se mai îndreaptă spre Golful Hudson, ci se îndreaptă spre insulele britanice”, a spus Adhikari.

Oamenii de știință au sugerat că pierderea de masă a Groenlandei și Antarcticii din calota de gheață care se topește rapid ar putea determina deplasarea axei de rotație spre est. Oamenii de știință JPL au evaluat această idee folosind observațiile Centrului pentru recuperarea gravitației și experimentele climatice (GRACE) de la sateliții NASA, care oferă o evidență lunară a modificărilor de masă din jurul Pământului. Aceste modificări sunt cauzate în mare parte de mișcările apei prin procese de zi cu zi, cum ar fi acumularea de zăpadă și epuizarea apelor subterane. Cantitatea de masă care a participat la ciclul apei în zonele terestre ale Pământului și oceanelor sale în anii 2003-2015 și gradul în care au fost calculate câștigurile și pierderile de masă trase și împinse pe axa de rotație.

Elemente care sunt adăugate

Calculele efectuate de Adhikari și Ivins au arătat că schimbările numai în Groenlanda nu generează cantitatea gigantică de energie necesară pentru extragerea axei de rotire. În emisfera sudică, pierderea masei de gheață în vestul Antarcticii este ceea ce atrage, iar creșterea masei de gheață în estul Antarcticii împinge axa de rotație a Pământului în aceeași direcție în care trage Groenlanda. efectul nu este încă suficient pentru a explica viteza crescută și o nouă direcție.

Cercetătorii au găsit răspunsul în Eurasia. "Cea mai mare parte a răspunsului este un deficit de apă în Eurasia - subcontinentul indian și zona Mării Caspice", a spus Adhikari. Descoperirea a fost o surpriză. Această regiune a pierdut masa de apă din cauza epuizării acviferelor și a secetei, dar pierderea nu este mult mai mare decât modificarea masei în straturile de gheață.

Deci, de ce cea mai mică pierdere are un efect atât de mare și puternic? Cercetătorii spun că acest lucru se datorează faptului că axa de rotație este foarte sensibilă la schimbările care au loc în jur de 45 de grade latitudine, atât la nord, cât și la sud. „Acest lucru este bine explicat în teoria rotației obiectelor”, a explicat Adhikari. "Acesta este motivul pentru care schimbările din subcontinentul indian, de exemplu, sunt atât de importante."

Date despre misiunea GRACE

În procesul de rezolvare a acestui mister recent, cercetătorii au venit în mod neașteptat cu o nouă soluție promițătoare pentru o problemă foarte veche. O singură oscilație în rotația Pământului i-a nedumerit pe oamenii de știință de când au început observațiile în 1899. La fiecare șase până la 14 ani, axa de rotație se mișcă la aproximativ 0,5 până la 1,5 metri spre est sau spre vest de direcția generală de derivare. "În ciuda eforturilor teoretice și de modelare enorme, niciun mecanism care fusese propus anterior nu ar putea explica această enigmatică oscilație", a spus Adhikari.

Prin alinierea unui grafic al oscilației est-vest în perioada în care acestea au fost disponibile față de un grafic al modificărilor stocării apei continentale în aceeași perioadă din datele GRACE, oamenii de știință JPL au detectat o similitudine surprinzătoare între cele două. Schimbările din gheața polară păreau să nu aibă nimic de-a face cu oscilația. Numai schimbările de apă pe uscat în anii secetoși din Eurasia corespund oscilațiilor către est, în timp ce anii umezi corespund cu oscilații spre vest.

Deplasarea axei de rotație a Pământului

Când cercetătorii au analizat observațiile despre modificările masei de apă a pământului din aprilie 2002 până în martie 2015 în ecuațiile fizice clasice care preziceau polii, au constatat că rezultatele erau în concordanță cu ceea ce a fost observat în wobble. East West. „Aceasta este mult mai mult decât o simplă corelație”, a spus co-autorul Ivins. „Am izolat cauza”.

Descoperirea crește posibilitatea ca înregistrarea de 115 ani a oscilațiilor est-vest în axa de rotație a Pământului să fie, de fapt, o înregistrare foarte bună a modificărilor stocării apei din sol. „Asta ne-ar putea spune ceva despre clima trecutului - dacă intensitatea secetei sau umiditatea a crescut în timp și în ce locații”, a spus Adhikari.

"Înregistrările istorice ale mișcărilor polare sunt cuprinzătoare la nivel global în sensibilitatea lor și remarcabil de precise", a spus Ivins. „Studiul nostru arată că acest set inițial de date poate fi utilizat pentru a valorifica informații vitale despre modificările stocării apei continentale și a straturilor de gheață în timp.”

GRACE este o misiune comună a NASA cu German Aerospace Center (DLR) și German Geoscience Research Center (GFZ), în colaborare cu Universitatea Texas din Austin.

Articol științific de referință:

Miscare polara condusa de clima: 2003–2015. Surendra Adhikari și Erik R. Ivins. Laboratorul de propulsie cu jet, Institutul de Tehnologie din California. Progrese științifice, 08 apr 2016: Vol. 2, nr. 4, e1501693 DOI: 10.1126/sciadv.1501693