Изменението на климата

Разпределението на масите от лед и вода измества центъра, около който се върти нашата планета

Изместване на оста на въртене на Земята по различно време

въртене

Добър глобус симулира нашата планета в три измерения, въртяща се перфектно на ос, която се присъединява към Северен полюс и Южен полюс но реалността е малко по-сложна: дl ос на въртене от земя се колебае постоянно - дори в относително малка степен.

Един от факторите, които причиняват трептене на тази ос, е изменението на климата и промяната, която този глобален феномен причинява в масата вода и лед, намерени на земната повърхност, според данни, публикувани от екип от експерти от НАСА чрез статия публикувано на 8 април в списанието Научен напредък.

Разтопяването на ледените покривки, особено в Гренландия, причинява тази промяна в разпределението на теглото, което доведе до модификация на курса на Северния полюс и движението на въртящата ос на Земята по отношение на нейната кора, известна като полярно движение, според това проучване.

Изместване на оста на въртене на Земята

Учените са измервали точно полярното движение и истинския полюс от 1899 г. и през по-голямата част от 20-ти век е имало лека миграция към Канада. Но това се е променило през този век, тъй като регистрираното движение е към Англия, според Сурендра Адхикари, главен автор на статията и член на лабораторията за реактивно задвижване на НАСА.

"Неотдавнашната промяна на посоката, която се случи през 20-ти век, е забележима", каза Адикари. Въпреки че учените твърдят, че обратът е безвреден, това не означава, че е значим. Джонатан Оверпек, професор по геонауки от университета в Аризона, който не е участвал в проучването, заяви, че „това подчертава колко реално и дълбоко е въздействието на хората върху планетата“.

Важни данни за системи като GPS

За да добиете представа за прецизността на научните изследвания, трябва да се отбележи, че най-голямото изместване, наблюдавано досега на оста на Земята, е било около 12 метра. Тази промяна не предполага никакви негативни негативни ефекти върху околната среда и хората, но може да е важно тя да бъде взета предвид, например, при калибриране на системи за позициониране като GPS.

От 2003 г. насам Гренландия губи средно над 272,1 трилиона килограма лед годишно и това влияе на начина, по който Земята се клати, подобно на това, което се случва с фигурист, когато вдигне единия си крак и направи обрат, каза Ейрк Ирвинс, учен от НАСА и съавтор на изследването.

В допълнение към това Западноантарктическият регион губи 275 милиарда килограма лед, докато Източният регион печели около 74,8 милиарда килограма лед годишно, което също подчертава наблюдаваната склонност, каза Ивинс. Всички те се комбинират, за да накарат полярното движение да избута на изток, казва Адхикари. Джанли Чен, учен от Центъра за космически изследвания към Университета на Тексас, първоначално приписва полярна модификация на изменението на климата през 2013 г., а сега твърди, че това ново проучване отвежда работата му още една стъпка напред. „Няма от какво да се притеснявате“, казва Чен, който не е участвал в изследванията на НАСА. "Това е просто още един интересен ефект от изменението на климата", добави той.

В статията, публикувана през Научен напредък, Surendra Adhikari и Erik Ivins от лабораторията за реактивно задвижване на НАСА в Пасадена, Калифорния, изследват как движението на водата по света допринася за ротационните трептения на Земята. Предишни изследвания са идентифицирали много връзки между процесите на повърхността или в рамките на Земята и в скитащите форми на нашата планета. Например, мантията на Земята все още се приспособява към загуба на лед в Северна Америка след последната ледникова епоха, а намалената маса под този континент дърпа оста на въртене към Канада, в размер на няколко инча всяка година. Някои движения обаче все още не са обяснени.

Рязък завой на Изток

Около 2000 г. оста на въртене на Земята направи рязък завой на изток и сега се движи почти два пъти по-бързо от преди, със скорост от почти 17 сантиметра всяка година. „Вече не се движи към залива Хъдсън, а вместо това се движи към Британските острови“, каза Адхикари.

Учените предполагат, че загубата на маса на Гренландия и Антарктида от бързо топенето на ледената покривка може да доведе до изместване на оста на въртене на изток. Учените от JPL оцениха тази идея, използвайки наблюдения от Центъра за възстановяване на гравитацията и експерименти с климата (GRACE) от спътници на НАСА, които предоставят месечен запис на промените в масата около Земята. Тези промени са до голяма степен причинени от движението на водата чрез ежедневни процеси като натрупване на сняг и изчерпване на подпочвените води. Количеството маса, участвало във водния цикъл в земните зони на Земята и нейните океани през 2003-2015 г., и степента, в която са изчислени печалбите и загубите на маса, издърпани и изтласкани по оста на въртене.

Добавени елементи

Изчисленията на Adhikari и Ivins показаха, че промените само в Гренландия не генерират гигантското количество енергия, необходимо за извличане на оста на въртене. В южното полукълбо това е изтеглянето на ледената маса в Западна Антарктида, а нарастването на ледената маса в Източна Антарктида изтласква оста на въртене на Земята в същата посока, в която Гренландия дърпа от север, но комбинираният ефект все още не е достатъчен, за да обясни увеличената скорост и нова посока.

Изследователите намериха отговора в Евразия. "Повечето отговори са на дефицит на вода в Евразия - индийския субконтинент и района на Каспийско море," каза Адикари. Находката беше изненада. Този регион е загубил водна маса поради изчерпване на водоносните хоризонти и суша, но загубата не е много по-голяма от промяната в масата в ледените покрива.

И така, защо най-малката загуба има толкова голям и силен ефект? Изследователите казват, че това е така, защото оста на въртене е много чувствителна към промени, които се случват около 45 градуса ширина, както на север, така и на юг. "Това е добре обяснено в теорията на въртенето на обектите", обясни Адхикари. "Ето защо промените в индийския субконтинент например са толкова важни."

Данни за мисията GRACE

В процеса на разрешаване на тази скорошна мистерия изследователите неочаквано излязоха с обещаващо ново решение на много стар проблем. Едно особено колебание в ротацията на Земята озадачава учените от началото на наблюденията през 1899 г. На всеки шест до 14 години оста на въртене се колебае на около 0,5 до 1,5 метра на изток или запад на запад от общата посока на дрейфа. "Въпреки огромните теоретични и моделиращи усилия, нито един механизъм, който беше предложен преди, не можеше да обясни това загадъчно трептене", каза Адикари.

Чрез изравняване на графика на осцилация на изток-запад за периода, през който те са били на разположение, спрямо графика на промените в континенталното съхранение на вода за същия период от данните на GRACE, учените от JPL откриха сходство, изненадващо между двете. Промените в полярния лед изглеждаха нямат нищо общо с клатушкането. Само промените във водата над сушата през сухите години в Евразия съответстват на трептенията на изток, докато влажните години съответстват на колебанията на запад.

Изместване на оста на въртене на Земята

Когато изследователите анализираха наблюдения за промените в водната маса на Земята от април 2002 г. до март 2015 г. в уравненията на класическата физика, предсказващи полюси, те откриха, че резултатите са в съгласие с това, което се наблюдава в колебанията. Източен запад. „Това е много повече от обикновена корелация“, каза съавторът Айвинс. "Ние изолирахме причината."

Откритието повдига възможността 115-годишният запис на трептенията на изток-запад по оста на въртене на Земята всъщност да бъде много добър запис на промените в съхранението на почвените води. "Това би могло да ни каже нещо за климата от миналото - дали интензивността на сушата или влажността се е увеличила с течение на времето и на какви места", каза Адхикари.

"Историческите записи на полярните движения са изчерпателни в световен мащаб по своята чувствителност и невероятно точни", каза Айвинс. "Нашето проучване показва, че този първоначален набор от данни може да се използва за използване на жизненоважна информация за промените в континенталното съхранение на вода и ледените покривки с течение на времето."

GRACE е съвместна мисия на НАСА с Германския аерокосмически център (DLR) и Германския изследователски център за геология (GFZ), в сътрудничество с Тексаския университет в Остин.

Референтна научна статия:

Климатично задвижвано полярно движение: 2003–2015. Surendra Adhikari и Erik R. Ivins. Лаборатория за реактивно задвижване, Калифорнийски технологичен институт. Научен напредък, 08 април 2016: Том 2, бр. 4, e1501693 DOI: 10.1126/sciadv.1501693