Исследования показывают, что таяние льда замедляет вращение Земли и смещает ее ось

Новое исследование предполагает, что изменение климата меняет Землю до самой ее сути.

Поскольку полярные льды и ледники тают из-за глобального потепления, вода, которая раньше концентрировалась в верхней и нижней части земного шара, теперь движется к экватору. Дополнительная масса вокруг середины Земли замедляет ее вращение, что, в свою очередь, удлиняет наши дни.

Новое исследование предоставляет дополнительные доказательства этой динамики, предполагая, что изменения во льду планеты были достаточно глубокими, чтобы повлиять на ось Земли — невидимую линию в ее центре, вокруг которой она вращается. В совокупности эти преобразования вызывают подземные реакции, влияющие на жидкости, движущиеся в расплавленном ядре Земли.

Результаты были опубликованы в двух журналах: Nature Geoscience и Proceedings of the National Academy of Sciences на прошлой неделе.

Эти исследования, наряду с аналогичными исследованиями, опубликованными в марте, предполагают, что люди манипулируют фундаментальными элементами физических свойств планеты — процесс, который будет продолжаться даже после того, как глобальные температуры стабилизируются и тающие ледяные покровы достигнут равновесия.

«Можно добавить вращение Земли к списку вещей, на которые полностью повлияли люди», — сказал один из авторов двух новых исследований Бенедикт Соя, доцент кафедры космической геодезии Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе.

Изменение вращения Земли настолько существенно, что однажды оно может конкурировать с эффектом приливных сил, вызванных Луной, — если выбросы углерода продолжатся на экстремальных уровнях, сказал Суга.

В общем, скорость вращения Земли зависит от формы планеты и от того, где распределена ее масса — факторов, которыми управляют несколько противоположных сил.

Ученые часто сравнивают его с фигуристом: когда фигуристы крутятся с вытянутыми руками, их повороты будут медленнее. Но если фигуристы будут держать руки крепко, их повороты будут быстрее.

Примерно так же трение океанских приливов из-за гравитации Луны замедляет вращение Земли. По словам Шуги, это оказало наибольшее влияние на скорость вращения планеты в истории.

Между тем, в некоторых регионах высоких широт медленное восстановление земной коры после исчезновения ледников ледникового периода работает в противоположном направлении, ускоряя вращение планеты.

Оба процесса оказывают долгожданное влияние на угловую скорость Земли.

Но теперь быстрое таяние льда из-за глобального потепления представляет собой новую мощную силу. По словам Шуги, если люди продолжат загрязнять планету выбросами углекислого газа, последствия потери льда могут превысить последствия потери Луны.

«В худшем случае изменение климата станет наиболее доминирующим фактором», — добавил он.

Четвертый важный фактор, влияющий на вращение Земли, — это движение жидкостей внутри ее ядра. Ученым давно известно, что это может ускорить или замедлить вращение планеты — тенденция, которая может меняться с интервалом от 10 до 20 лет. Прямо сейчас ядро ​​Земли временно вызывает небольшое ускорение вращения Земли, противодействуя замедлению, вызванному изменением климата.

Изменение климата, похоже, затрагивает и ядро ​​Земли в результате таяния льда и смещения оси вращения планеты.

Исследователи, стоящие за новым исследованием, построили 120-летнюю модель движения полюсов или того, как ось смещается со временем. Они обнаружили, что изменения в распределении массы на планете из-за таяния льда, вероятно, способствовали небольшим колебаниям движения полюсов.

Шуга подсчитал, что изменение климата, вероятно, стало причиной изменения климата на один метр за десятилетие.

Исследования также показывают, что движение расплавленной породы внутри Земли адаптируется к изменениям ее оси и скорости вращения — процесс обратной связи, в котором поверхность Земли влияет на ее внутреннюю часть.

«Вращение немного меняется, и мы думаем, что это может косвенно повлиять на сердце. Это то, что нелегко измерить напрямую, потому что мы не можем туда добраться», — сказал Шуга.

Результаты касаются того, как люди определяют время и как размещать спутники в космосе.

«Если мы хотим отправить новую миссию, например, на Марс, нам действительно нужно знать точное состояние Земли в космосе, и если это состояние изменится, мы можем допустить навигационную ошибку или ошибку исследования», — сказал Суга.

Например, изменение оси Земли на 1 метр может привести к тому, что космический корабль промахнется от цели на 100 или 1000 метров, когда он прибудет на Марс.

Что касается измерения времени, исследование, опубликованное в марте, показало, что изменение климата отсрочило необходимость добавления «отрицательной дополнительной секунды» к всемирному координированному времени, чтобы поддерживать мировые часы в соответствии с вращением Земли.

Дункан Эгнью, геофизик из Океанографического института Скриппса в Калифорнийском университете в Сан-Диего, который руководил предыдущим исследованием, сказал, что новое исследование «очень хорошо сочетается» с его работой.

«Он распространяет результаты на далекое будущее и рассматривает более чем один климатический сценарий», — сказал Агнью, добавив, что, хотя Сога и его коллеги-участники использовали другой подход, они достигли результата, аналогичного его собственному.

«Множественные открытия — почти правило в науке, а это другой случай», — сказал Агнью.

Томас Херринг, профессор геофизики Массачусетского технологического института, который не участвовал ни в одном из исследований, сказал, что новое исследование может фактически дать представление о том, как изменения на поверхности Земли влияют на то, что происходит внутри.

«Что касается обратной связи между поверхностными процессами и ядром, я считаю это правдоподобным», — сказал Херринг в электронном письме, объяснив, что «крупномасштабные» процессы на поверхности могут «проникать в жидкое ядро».