Откачка грунтовых вод человечеством изменила наклон Земли | Наука

Вращаясь вокруг своей оси, Земля качается, как волчок. Выплескивание расплавленного железа в ядро ​​Земли, таяние льда, океанские течения и даже ураганы — все это может привести к блужданию полюсов. Теперь ученые установили, что значительная часть полярного дрейфа является результатом деятельности человека: откачки подземных вод для питья и орошения.

«Само то, как качается планета, зависит от нашей деятельности», — говорит Сурендра Адхикари, геофизик из Лаборатории реактивного движения НАСА и эксперт по вращению Земли, не участвовавший в исследовании. «В каком-то смысле это ошеломляет».

Представьте, что вы крутите баскетбольный мяч на пальце. Если вы сможете удерживать мяч в равновесии, он будет равномерно вращаться вокруг своей оси. Но добавьте немного веса к одной части мяча или уберите его с другой, и мяч быстро выйдет из равновесия, будет качаться и смещать ось вращения. Ось вращения Земли также колеблется, ее Северный полюс очерчивает круг диаметром примерно 10 метров каждый год или около того. Центр этого колебания также смещается в долгосрочной перспективе; в последнее время он наклоняется в сторону Исландии примерно на 9 сантиметров в год.

Кларк Р. Уилсон, геофизик из Техасского университета в Остине, и его коллеги считали, что удаление десятков гигатонн подземных вод каждый год может повлиять на дрейф. Но они знали, что это не может быть единственным фактором. «Есть много частей, которые входят в окончательный бюджет для того, чтобы вызвать полярный дрейф», — говорит Уилсон.

Ученые построили модель полярного блуждания с учетом таких факторов, как наполнение водохранилищ из-за новых дамб и таяние ледяных щитов, чтобы увидеть, насколько хорошо они объясняют движения полюсов, наблюдавшиеся в период с 1993 по 2010 год. В то время спутниковые измерения были достаточно точными. чтобы обнаружить смещение полюсов всего на несколько миллиметров.

Плотин и изменений льда было недостаточно, чтобы соответствовать наблюдаемому полярному движению. Но когда исследователи также добавили 2150 гигатонн подземных вод, которые, по оценкам гидрологических моделей, были выкачаны в период с 1993 по 2010 год, предсказанное движение полюсов гораздо больше совпало с наблюдениями. Уилсон и его коллеги пришли к выводу, что перераспределение этого веса воды в мировом океане привело к тому, что полюса Земли за это время сместились почти на 80 сантиметров. На самом деле удаление подземных вод, похоже, сыграло большую роль в тот период, чем выброс талой воды изо льда в Гренландии или Антарктиде, считают ученые. сообщил в четверг в Письма о геофизических исследованиях.



Эффект был усилен, потому что большая часть воды была удалена в северных средних широтах, в горячих точках истощения подземных вод, таких как северо-запад Индии и запад Соединенных Штатов. По словам Уилсона, если бы самая большая потеря воды произошла ближе к экватору или полюсам, эффект был бы меньше.

По словам Уилсона, дополнительное колебание слишком мало, чтобы влиять на погоду или сезоны. Но результаты могут позволить ученым использовать полярный дрейф в качестве инструмента для измерения других явлений. Ки-Веон Сео, геофизик из Сеульского национального университета и ведущий автор исследования, говорит, что это дает способ проверить, насколько сильно поднимается уровень моря в результате откачки грунтовых вод, когда вода течет вниз по течению и в конечном итоге достигает океана.

Новый документ помогает подтвердить, что истощение грунтовых вод добавило примерно 6 миллиметров к глобальному повышению уровня моря в период с 1993 по 2010 год. «Я был очень рад», что этот новый метод соответствует другим оценкам, говорит Сео. Поскольку подробные астрономические измерения положения полярной оси восходят к концу 19 века, полярный дрейф может позволить Сео проследить воздействие человека на воду планеты за последнее столетие.