Atunci când masele de gheață ale Pământului se topesc, se schimbă și modul de rotație al planetei. Cercetătorii de la ETH Zurich au reușit să demonstreze modul în care schimbările climatice modifică axa de rotație a Pământului și chiar durata zilei. Viteza de rotație, care până acum era influențată în principal de lună, va depinde acum mult mai mult de schimbările climatice. Schimbările climatice au astfel consecințe nebănuite, nu doar temperaturile de afară, pe care le simțim pe pielea noastră.
Schimbările climatice determină topirea maselor de gheață din Groenlanda și Antarctica. Apa din regiunile polare curge în oceanele lumii - și mai ales în regiunea ecuatorială. „Aceasta înseamnă că are loc o deplasare a masei, iar acest lucru afectează rotația Pământului”, explică Benedikt Soja, profesor de geodezie spațială la Departamentul de inginerie civilă, de mediu și geomatică din cadrul ETH Zurich, scrie StudyFinds.
O explicație
„Este ca atunci când un patinator artistic face o piruetă, mai întâi ținându-și brațele aproape de corp și apoi întinzându-le”, spune Soja. Rotația inițial rapidă devine mai lentă deoarece masele se îndepărtează de axa de rotație, crescând inerția fizică. În fizică, vorbim despre legea conservării momentului cinetic, iar această lege guvernează și rotația Pământului. Dacă Pământul se rotește mai încet, zilele devin mai lungi. Prin urmare, schimbările climatice modifică, de asemenea, durata zilei pe Pământ, deși doar în mică măsură.
Sprijiniți de agenția spațială americană NASA, cercetătorii ETH din grupul lui Soja au publicat două noi studii în revistele Nature Geoscience și Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) privind modul în care schimbările climatice afectează mișcarea polară și durata zilei.
Schimbările climatice depășesc influența lunii
În studiul PNAS, cercetătorii de la ETH Zurich arată că schimbările climatice măresc și durata zilei cu câteva milisecunde față de 86.400 de secunde în prezent.
Acest lucru se datorează faptului că apa curge de la poli către latitudini mai joase și încetinește astfel viteza de rotație.
Cu toate acestea, noul studiu ajunge la o concluzie surprinzătoare: dacă oamenii continuă să emită mai multe gaze cu efect de seră și Pământul se încălzește în consecință, acest lucru ar avea în cele din urmă o influență mai mare asupra vitezei de rotație a Pământului decât efectul lunii, care a determinat creșterea lungimii zilei timp de miliarde de ani. „Noi, oamenii, avem un impact mai mare asupra planetei noastre decât ne imaginăm”, concluzionează Soja, «iar acest lucru ne conferă, în mod natural, o mare responsabilitate pentru viitorul planetei noastre».
Axa de rotație a Pământului se deplasează și ea
Cu toate acestea, deplasările de masă de la suprafața Pământului și din interiorul acestuia cauzate de topirea gheții nu modifică doar viteza de rotație a Pământului și durata zilei: după cum arată cercetătorii în Nature Geoscience, acestea modifică și axa de rotație. Aceasta înseamnă că punctele în care axa de rotație întâlnește de fapt suprafața Pământului se mișcă.
Nu numai topirea straturilor de gheață joacă un rol aici, ci și mișcările care au loc în interiorul Pământului. În adâncurile mantalei terestre, unde rocile devin vâscoase din cauza presiunii ridicate, se produc deplasări pe perioade lungi de timp. De asemenea, există fluxuri de căldură în metalul lichid din miezul exterior al Pământului, care sunt responsabile atât de generarea câmpului magnetic al Pământului, cât și de deplasările de masă.
În cadrul celei mai cuprinzătoare modelări de până acum, Soja și echipa sa au demonstrat acum modul în care mișcarea polară rezultă din procesele individuale din nucleu, din manta și din climatul de la suprafață. Studiul lor a fost publicat recent în revista Nature Geoscience. „Pentru prima dată, prezentăm o explicație completă a cauzelor mișcării polare pe perioade lungi”, spune Mostafa Kiani Shahvandi, unul dintre doctoranzii lui Soja și autorul principal al studiului. „Cu alte cuvinte, acum știm de ce și cum se mișcă axa de rotație a Pământului în raport cu scoarța terestră”.
O constatare în special iese în evidență în studiul lor publicat în Nature Geoscience: faptul că procesele de pe și din Pământ sunt interconectate și se influențează reciproc. „Schimbările climatice determină mișcarea axei de rotație a Pământului și se pare că feedback-ul rezultat din conservarea momentului cinetic modifică, de asemenea, dinamica nucleului Pământului”, explică Soja. Kiani Shahvandi adaugă: „Prin urmare, schimbările climatice în curs de desfășurare ar putea chiar să afecteze procesele din adâncul Pământului și să aibă o amploare mai mare decât s-a presupus anterior”. Cu toate acestea, există puține motive de îngrijorare, deoarece aceste efecte sunt minore și este puțin probabil ca ele să reprezinte un risc.
Legi fizice combinate cu inteligență artificială
Pentru studiul lor privind mișcarea polară, cercetătorii au utilizat ceea ce se numește rețele neuronale informate de fizică. Acestea sunt metode noi de inteligență artificială (AI) în care cercetătorii aplică legile și principiile fizicii pentru a dezvolta algoritmi deosebit de puternici și fiabili pentru învățarea automată. Kiani Shahvandi a beneficiat de sprijinul lui Siddhartha Mishra, profesor de matematică la ETH Zurich, care în 2023 a primit Premiul Rössler al ETH Zurich, cel mai bine dotat premiu de cercetare al universității, și care este un specialist în acest domeniu.
Algoritmii dezvoltați de Kiani Shahvandi au făcut posibilă pentru prima dată înregistrarea tuturor efectelor diferite de la suprafața Pământului, din mantaua și din miezul acestuia, precum și modelarea posibilelor lor interacțiuni. Rezultatul calculelor arată cum s-au deplasat polii de rotație ai Pământului începând cu 1900. Aceste valori ale modelului sunt în concordanță excelentă cu datele reale furnizate de observațiile astronomice din trecut și de sateliții din ultimii treizeci de ani, ceea ce înseamnă că acestea permit și previziuni pentru viitor.
Important pentru călătoriile spațiale
„Chiar dacă rotația Pământului se modifică lent, acest efect trebuie luat în considerare la navigarea în spațiu - de exemplu, atunci când se trimite o sondă spațială pentru a ateriza pe o altă planetă”, spune Soja. Chiar și o ușoară abatere de doar un centimetru pe Pământ poate ajunge la o abatere de sute de metri pe distanțele uriașe implicate. „În caz contrar, nu va fi posibil să aterizăm într-un anumit crater de pe Marte”, spune el.
Editor : Sebastian Eduard
