Klímaváltozás

A jég és a víz tömegének eloszlása ​​kiszorítja azt a középpontot, amely körül bolygónk forog

A Föld forgástengelyének elmozdulása különböző időpontokban

éghajlatváltozás

Egy jó földgolyó három dimenzióban szimulálja bolygónkat, tökéletesen forogva a tengellyel, amely csatlakozik a északi sark és a Déli-sark de a valóság valamivel összetettebb: el forgástengely a föld folyamatosan ingadozik - bár viszonylag kis mértékben.

Az egyik tényező, amely ennek a tengelynek a rezgését okozza, az éghajlatváltozás és az a változás, amelyet ez a globális jelenség okoz a föld felszínén található víz- és jégtömegben - derül ki a NASA szakértői csoportjának cikkében közzétett adatai alapján. április 8-án jelent meg a magazinban A tudomány fejlődése.

A jégtakarók olvadása, különösen Grönlandon, okozza ezt a súlyeloszlás-változást, ami az Északi-sark menetének és a Föld forgástengelyének kéregéhez viszonyított, az úgynevezett változásához vezetett. poláris mozgás, e tanulmány szerint.

A Föld forgástengelyének elmozdulása

A tudósok 1899 óta pontosan mérik a sarki mozgást és a valódi pólust, és a 20. század nagy részében enyhe vándorlás történt Kanadában. De ez megváltozott ebben a században, mióta a bejegyzett mozgalom Anglia felé tart, Surendra Adhikari, a cikk fő szerzője és a NASA Jet Propulsion Lab tagja szerint.

"A közelmúltbeli irányváltozás a 20. századtól észrevehető" - mondta Adhikari. Bár a tudósok azt állítják, hogy a csavar ártalmatlan, ez még nem jelenti azt, hogy jelentős lenne. Jonathan Overpeck, az Arizonai Egyetem geotudományok professzora, aki nem vett részt a vizsgálatban, azt mondta, hogy "ez aláhúzza, hogy az emberek mennyire valóságosak és mélyrehatóak a bolygón".

Fontos adatok olyan rendszerek számára, mint a GPS

Ahhoz, hogy képet kapjunk a tudományos vizsgálatok pontosságáról, meg kell jegyezni, hogy a Föld tengelyének eddig megfigyelt legnagyobb elmozdulása körülbelül 12 méter volt. Ez a változás nem jelenti azonnali negatív hatást a környezetre és az emberekre, de fontos lehet, hogy ezt figyelembe vegyék például a helymeghatározó rendszerek, például a GPS kalibrálásakor.

2003 óta Grönland átlagosan több mint 272,1 billió kilogramm jeget vesztett évente, és ez befolyásolja a Föld "lengését", hasonlóan ahhoz, mint egy műkorcsolyázóval, amikor az egyik lábát felemeli és megfordítja - mondta Eirk. Irvins, a NASA tudósa és a tanulmány társszerzője.

Emellett a Nyugat-Antarktisz térsége 275 milliárd kiló jeget veszít, míg a keleti régió évente mintegy 74,8 milliárd kiló jeget nyer, ami szintén hangsúlyozza a megfigyelt hajlamot - mondta Ivins. Mindegyik együttesen a sarki mozgás kelet felé tolódik - mondja Adhikari. Jianli Chen, a Texasi Egyetem Űrkutatási Központjának tudósa 2013-ban kezdetben a poláris változást tulajdonította az éghajlatváltozásnak, és most azt állítja, hogy ez az új tanulmány egy lépéssel előrébb viszi munkáját. "Nincs miért aggódni" - mondja Chen, aki nem vett részt a NASA kutatásában. "Ez csak egy újabb érdekes hatása a klímaváltozásnak" - tette hozzá.

Ben megjelent cikkben A tudomány fejlődése, Surendra Adhikari és Erik Ivins, a NASA kaliforniai Pasadenában található sugárhajtási laboratóriumából azt vizsgálta, hogy a víz mozgása a világ körül hogyan járul hozzá a Föld forgási rezgéseihez. Korábbi tanulmányok számos összefüggést azonosítottak a felszínen vagy a Földön belüli és bolygónk vándorló formáiban zajló folyamatok között. Például a Föld palástja még mindig igazodik a jégvesztéshez Észak-Amerikában az utolsó jégkorszak után, és az e kontinens alatti csökkent tömeg tömeg évente néhány hüvelyk sebességgel Kanada felé húzza a giráció tengelyét. Néhány mozgást azonban még nem magyaráznak meg.

Éles fordulás kelet felé

2000 körül a Föld forgástengelye éles fordulatot vett kelet felé, és most majdnem kétszer olyan gyorsan sodródik, mint korábban, évente csaknem 17 centiméteres sebességgel. "Már nem a Hudson-öböl felé, hanem a Brit-szigetek felé halad" - mondta Adhikari.

A tudósok szerint Grönland és az Antarktisz tömegének elvesztése a gyorsan olvadó jégtakaró miatt a forgástengely kelet felé tolódhat. A JPL tudósai ezt az ötletet a NASA műholdak gravitációs helyreállítási és éghajlati kísérleti központjának (GRACE) megfigyelései alapján értékelték, amelyek havi nyilvántartást nyújtanak a Föld körüli tömegváltozásokról. Ezeket a változásokat nagyrészt a mindennapi folyamatokon keresztüli vízmozgások okozzák, mint például a hó felhalmozódása és a talajvíz kimerülése. Kiszámolták a Föld és óceánjai földi területein a 2003-2015-es években a vízforgalomban részt vevő tömegmennyiséget, valamint azt, hogy a tömeggyarapodás és -veszteség milyen mértékben húzta és tolta a forgástengelyt.

Összeadódó elemek

Adhikari és Ivins számításai azt mutatták, hogy a Grönlandban bekövetkező változások önmagukban nem generálják a gigantikus mennyiségű energiát, amely a spin tengelyének kinyeréséhez szükséges. A déli féltekén a jégtömeg csökkenése a Nyugat-Antarktiszon húzódik, és a jégtömeg növekedése a Kelet-Antarktiszon a Föld forgástengelyét ugyanabba az irányba nyomja, mint Grönland húzza északról, de a a kombinált hatás még mindig nem elegendő a megnövekedett sebesség és egy új irány magyarázatához.

A kutatók Eurázsiában találták meg a választ. "A válasz nagy része vízhiány Eurázsiában - az indiai szubkontinensen és a Kaszpi-tenger térségében" - mondta Adhikari. A lelet meglepetés volt. Ez a régió a víztartó rétegek kimerülése és az aszály miatt elvesztette a víz tömegét, de a veszteség nem sokkal nagyobb, mint a jégtakarók tömegváltozása.

Miért van ekkora és erős hatása a legkisebb veszteségnek? A kutatók szerint azért van, mert a forgástengely nagyon érzékeny a 45 szélességi fok körül északon és délen egyaránt bekövetkező változásokra. "Ezt jól megmagyarázza az objektumforgatás elmélete" - magyarázta Adhikari. "Ezért olyan fontosak például a változások az indiai szubkontinensen."

GRACE küldetés adatai

A legújabb rejtély megoldása során a kutatók váratlanul egy ígéretes új megoldással álltak elő egy nagyon régi problémára. A Föld forgásának egy bizonyos ingadozása zavarba hozta a tudósokat az 1899-es megfigyelések kezdete óta. Hat-14 évente a forgástengely az általános sodródási iránytól keletre vagy nyugatra mintegy 0,5–1,5 méterre leng. "A hatalmas elméleti és modellezési erőfeszítések ellenére egyetlen korábban javasolt mechanizmus sem magyarázhatja ezt a rejtélyes oszcillációt" - mondta Adhikari.

Azáltal, hogy összehangolták a kelet-nyugati oszcilláció grafikonját az adott időszakban, összehasonlítva a kontinentális víztárolás változásainak grafikonjával az adott időszakban a GRACE adatok alapján, a JPL tudósai hasonlóságot fedeztek fel. Úgy tűnt, hogy a sarki jég változásainak semmi köze a lengéshez. Eurázsia száraz részén csak a szárazföldön a vízben bekövetkezett változások felelnek meg a keleti, míg a nedves évek nyugati ingadozásoknak.

A Föld forgástengelyének elmozdulása

Amikor a kutatók elemezték a föld víztömegének 2002 áprilisától 2015 márciusáig bekövetkezett változásaira vonatkozó megfigyeléseket a klasszikus fizika egyenleteiben, amelyek előrejelezték a pólusokat, azt találták, hogy az eredmények összhangban vannak a keleti nyugat észlelésével. "Ez sokkal több, mint pusztán összefüggés" - mondta Ivins társszerző. - Elkülönítettük az okát.

A felfedezés felveti annak lehetőségét, hogy a Föld forgástengelyében kelet-nyugat felé eső oszcillációk 115 éves nyilvántartása valójában nagyon jó nyilvántartást jelenthet a talaj víztárolójában bekövetkezett változásokról. "Ez elmondhat valamit a múlt éghajlatáról - ha az aszály vagy a páratartalom intenzitása az idő múlásával nőtt, és milyen helyeken" - mondta Adhikari.

"A történelmi poláris mozgásrekordok érzékenységükben globálisan átfogóak és rendkívül pontosak" - mondta Ivins. "Vizsgálatunk azt mutatja, hogy ez a kezdeti adatkészlet felhasználható a belvíztárolás és a jégtakarók időbeli változásairól szóló alapvető információk kiaknázására."

A GRACE a NASA közös missziója a Német Repülési Központtal (DLR) és a Német Földtudományi Kutatóközponttal (GFZ), az austini Texasi Egyetemmel együttműködve.

Referencia tudományos cikk:

Klímavezérelt sarki mozgás: 2003–2015. Surendra Adhikari és Erik R. Ivins. Sugárhajtómű Laboratórium, Kaliforniai Műszaki Intézet. A tudomány fejlődése, 2016. április 8.: 2. évf., 3. sz. 4, e1501693 DOI: 10.1126/sciadv.1501693