Зміна клімату

Розподіл мас льоду та води витісняє центр, навколо якого обертається наша планета

Зміщення осі обертання Землі в різний час

клімату

Добрий глобус імітує нашу планету в трьох вимірах, що ідеально обертається на осі, яка приєднується до північний полюс та Південний полюс але реальність дещо складніша: еl вісь обертання з землі коливається постійно - хоча і у відносно невеликій мірі.

Одним з факторів, що викликають коливання цієї осі, є зміна клімату та зміни, що спричиняє це глобальне явище у масі води та льоду, що знаходяться на земній поверхні, згідно з даними, опублікованими групою експертів з НАСА через статтю опубліковано 8 квітня в журналі Наукові досягнення.

Танення крижаних покривів, особливо в Гренландії, спричиняє цю зміну у розподілі ваги, що призвело до модифікації курсу Північного полюса та руху обертової осі Землі відносно її кори, відомої як полярний рух, згідно з цим дослідженням.

Зміщення осі обертання Землі

Вчені точно вимірювали полярний рух і справжній полюс з 1899 року, і протягом більшої частини 20 століття спостерігалася незначна міграція до Канади. Але це змінилося у цьому столітті, оскільки зареєстрований рух спрямований до Англії, за словами Сурендри Адгікарі, головного автора статті та члена лабораторії реактивного руху НАСА.

"Недавня зміна напрямку, яка відбулася у 20 столітті, є помітною", - сказав Адгікарі. Хоча вчені стверджують, що поворот нешкідливий, це не означає, що він суттєвий. Джонатан Оверпек, професор геологічних наук з Університету Арізони, який не брав участі у дослідженні, сказав, що "це підкреслює, наскільки реальним і глибоким є вплив людей на планету".

Важливі дані для таких систем, як GPS

Щоб отримати уявлення про точність наукових досліджень, слід зазначити, що найбільше переміщення, яке спостерігалось досі по осі Землі, становило близько 12 метрів. Ця зміна не передбачає негативних негативних впливів на навколишнє середовище та людей, але може бути важливо, щоб вона враховувалася, наприклад, при калібруванні систем позиціонування, таких як GPS.

З 2003 року Гренландія втрачає в середньому понад 272,1 трильйона кілограмів льоду на рік, і це впливає на те, як Земля хитається, подібно до того, що відбувається з фігуристом, коли він піднімає одну ногу і робить поворот, сказав Еірк Ірвінс, вчений NASA та співавтор дослідження.

На додаток до цього, Західно-Антарктичний регіон втрачає 275 мільярдів кілограмів льоду, тоді як Східний регіон отримує близько 74,8 мільярдів кілограмів льоду щорічно, що також підсилює спостерігається схильність, сказав Івінс. Усі вони поєднуються, щоб змусити полярний рух просунутися на схід, каже Адхікарі. Джанлі Чень, науковець Техаського університету, Центр космічних досліджень спочатку приписував полярні модифікації зміні клімату в 2013 році, а тепер стверджує, що це нове дослідження робить його роботу ще на крок далі. "Немає про що турбуватися", - говорить Чен, який не брав участі в дослідженнях NASA. "Це просто ще один цікавий ефект зміни клімату", - додав він.

У статті, опублікованій в Наукові досягнення, Сурендра Адхікарі та Ерік Айвінс з лабораторії реактивного руху НАСА в Пасадені, штат Каліфорнія, досліджували, як рух води по всьому світу сприяє обертальним коливанням Землі. Попередні дослідження виявили багато зв’язків між процесами на поверхні або всередині Землі та в блукаючих формах нашої планети. Наприклад, мантія Землі все ще пристосовується до втрат льоду в Північній Америці після останнього льодовикового періоду, а зменшена маса під цим континентом тягне вісь обертання до Канади із швидкістю кілька дюймів щороку. Однак деякі рухи поки не пояснюються.

Різкий поворот на Схід

Приблизно в 2000 році вісь обертання Землі різко повернула на схід і зараз дрейфує майже вдвічі швидше, ніж раніше, із швидкістю майже 17 сантиметрів щороку. "Він більше не рухається до затоки Гудзон, а натомість рухається до Британських островів", - сказав Адхікарі.

Вчені припустили, що втрата маси Гренландії та Антарктиди від швидко танучого крижаного покриву може спричинити зміщення осі обертання на схід. Вчені JPL оцінили цю ідею, використовуючи спостереження Центру відновлення сили тяжіння та кліматичних експериментів (GRACE) від супутників НАСА, які забезпечують щомісячний запис змін маси навколо Землі. Ці зміни значною мірою спричинені рухом води через повсякденні процеси, такі як накопичення снігу та виснаження підземних вод. Кількість маси, яка брала участь у кругообігу води у наземних районах Землі та її океанів у 2003-2015 роках, і ступінь, в якій були розраховані прирісти та втрати маси, що тягнулися та штовхалися на осі обертання.

Елементи, які додаються

Розрахунки Адхікарі та Айвінса показали, що зміни лише в Гренландії не генерують гігантської кількості енергії, необхідної для вилучення осі обертання. У південній півкулі тягнеться втрата крижаної маси в Західній Антарктиці, а збільшення крижаної маси в Східній Антарктиді штовхає вісь обертання Землі в тому ж напрямку, що і Гренландія, з півночі, але комбіноване ефекту все ще недостатньо для пояснення підвищеної швидкості та нового напрямку.

Відповідь дослідники знайшли в Євразії. "Більшість відповідей - це дефіцит води в Євразії - на Індійському субконтиненті та в районі Каспійського моря", - сказав Адгікарі. Знахідка стала несподіванкою. Цей регіон втратив масу води через виснаження водоносних горизонтів та посуху, але втрати не набагато більші, ніж зміна маси в крижаних покривах.

То чому найменша втрата має такий великий і сильний ефект? Дослідники кажуть, що це тому, що вісь обертання дуже чутлива до змін, що відбуваються близько 45 градусів широти, як на північ, так і на південь. "Це добре пояснюється в теорії обертання об'єктів", - пояснив Адгікарі. "Ось чому зміни на Індійському субконтиненті, настільки важливі".

Дані місії GRACE

У процесі розв’язання цієї недавньої загадки дослідники несподівано придумали багатообіцяюче нове рішення дуже старої проблеми. Одне особливе коливання в обертанні Землі викликало здивування вчених з початку спостережень у 1899 р. Кожні шість-14 років вісь обертання коливається приблизно на 0,5-1,5 метра на схід чи захід на захід від загального напрямку дрейфу. "Незважаючи на величезні теоретичні та моделюючі зусилля, жоден із запропонованих раніше механізмів не міг пояснити це загадкове коливання", - сказав Адгікарі.

Вирівнявши графік коливань схід-захід протягом періоду, коли вони були доступні, та графік змін континентального зберігання води за той самий період за даними GRACE, вчені JPL виявили схожість між ними. Зміни в полярному льоду, здавалося, не мали нічого спільного з хитанням. Тільки зміни води над землею в посушливі роки в Євразії відповідають коливанням на сході, тоді як вологі роки відповідають хитанням на заході.

Зміщення осі обертання Землі

Коли дослідники проаналізували спостереження за змінами водної маси Землі з квітня 2002 р. По березень 2015 р. В класичних рівняннях фізики, що передбачають полюси, вони виявили, що результати узгоджуються з тим, що спостерігалося в коливаннях. Схід-Захід. "Це набагато більше, ніж просто співвідношення", - сказав співавтор Айвінс. "Ми виділили причину".

Відкриття піднімає ймовірність того, що 115-річний рівень коливань сходу і заходу на осі обертання Землі насправді може бути дуже хорошим свідченням змін у зберіганні ґрунтової води. "Це може сказати нам дещо про клімат минулого - чи збільшилася інтенсивність посухи або вологості з часом і в яких місцях", - сказав Адгікарі.

"Історичні записи полярних рухів є всеосяжними у своїй чутливості та надзвичайно точними", - сказав Айвінс. "Наше дослідження показує, що цей початковий набір даних може бути використаний для використання життєво важливої ​​інформації про зміни континентального зберігання води та крижаних покривів з часом".

GRACE - спільна місія НАСА з Німецьким аерокосмічним центром (DLR) та Німецьким науково-дослідницьким центром (GFZ) у співпраці з Техаським університетом в Остіні.

Довідкова наукова стаття:

Кліматичний рух полярних рухів: 2003–2015. Сурендра Адхікарі та Ерік Р. Івінс. Лабораторія реактивного руху, Каліфорнійський технологічний інститут. Наукові досягнення, 08 квітня 2016: Т. 2, No. 4, e1501693 DOI: 10.1126/sciadv.1501693