كشفت دراسة نشرت في مجلة Geophysical Research Letters أن استخراج وإعادة توزيع المياه الجوفية من قبل البشر قد تسبب في إزاحة قطب دوران الأرض لما يقرب من متر خلال عقدين (1993-2010) ، مما ساهم في ارتفاع مستويات سطح البحر. حدثت أكبر عملية إعادة توزيع للمياه في غرب أمريكا الشمالية وشمال غرب الهند ، ويمكن أن تؤثر الجهود المبذولة للحد من استنفاد المياه الجوفية في هذه المناطق على هذا التغيير نظريًا. ليس من المرجح أن تغير هذه الظاهرة الفصول ولكن يمكن أن يكون لها تأثير على المناخ على المقاييس الزمنية الجيولوجية.
أدى التحول الجماعي والارتفاع الناتج عن مستوى سطح البحر بسبب استخراج المياه الجوفية إلى تجول قطب دوران الأرض لما يقرب من متر في عقدين من الزمن.
وفقًا لدراسة جديدة نُشرت في 15 يونيو في رسائل البحوث الجيوفيزيائيةمجلة AGU للأبحاث القصيرة ذات التأثير العالي مع آثار تشمل علوم الأرض والفضاء.
بناء على نماذج المناخ والعلماء مقدرة سابقا ضخ البشر 2150 جيجا طن من المياه الجوفية ، أي ما يعادل أكثر من 6 ملليمترات (0.24 بوصة) من ارتفاع مستوى سطح البحر ، من 1993 إلى 2010. لكن التحقق من صحة هذا التقدير صعب.
تعتمد إحدى المقاربات على قطب دوران الأرض ، وهي النقطة التي يدور حولها الكوكب. إنه يتحرك في عملية تسمى الحركة القطبية ، وهي عندما يختلف موضع دوران الأرض بالنسبة إلى القشرة. يؤثر توزيع المياه على الكوكب على توزيع الكتلة. مثل إضافة القليل من الوزن إلى قمة دوارة ، تدور الأرض بشكل مختلف قليلاً عند تحريك الماء.
قال كي-ويون سيو ، عالِم الجيوفيزياء بجامعة سيول الوطنية ، الذي قاد الدراسة: “يتغير قطب دوران الأرض كثيرًا”. “تظهر دراستنا أنه من بين الأسباب المتعلقة بالمناخ ، فإن إعادة توزيع المياه الجوفية لها في الواقع أكبر تأثير على انجراف عمود الدوران.”
هنا ، يقارن الباحثون الحركة القطبية المرصودة (السهم الأحمر ، “OBS”) بنتائج النمذجة بدون (السهم الأزرق المتقطع) ومع إعادة توزيع كتلة المياه الجوفية (السهم الأزرق الصلب). يتناسب النموذج مع إعادة توزيع كتلة المياه الجوفية مع الحركة القطبية المرصودة بشكل أفضل ، حيث يخبر الباحثين بحجم واتجاه تأثير المياه الجوفية على دوران الأرض. الائتمان: سيو وآخرون. (2023) ، رسائل البحوث الجيوفيزيائية
كانت قدرة الماء على تغيير دوران الأرض اكتشف في عام 2016وحتى الآن ، لم يتم استكشاف المساهمة المحددة للمياه الجوفية في هذه التغيرات الدورانية. في الدراسة الجديدة ، وضع الباحثون نموذجًا للتغييرات الملحوظة في انجراف القطب الدوراني للأرض وحركة الماء – أولاً ، مع الأخذ في الاعتبار الصفائح الجليدية والأنهار الجليدية فقط ، ثم إضافة سيناريوهات مختلفة لإعادة توزيع المياه الجوفية.
لم يطابق النموذج سوى الانجراف القطبي الملحوظ بمجرد أن أدرج الباحثون 2150 جيجا طن من إعادة توزيع المياه الجوفية. بدونها ، تم إيقاف النموذج بمقدار 78.5 سم (31 بوصة) ، أو 4.3 سم (1.7 بوصة) من الانجراف سنويًا.
قال سيو: “أنا سعيد جدًا بالعثور على السبب غير المبرر لانجراف عمود الدوران”. “من ناحية أخرى ، بصفتي ساكنًا في الأرض ورجلًا في الأسرة ، أشعر بالقلق والدهشة من أن ضخ المياه الجوفية هو مصدر آخر لارتفاع مستوى سطح البحر.”
قال سوريندرا أديكاري ، الباحث في مختبر الدفع النفاث الذي لم يشارك في هذه الدراسة: “إنها مساهمة رائعة وتوثيق مهم بالتأكيد”. نشر Adhikari ورقة عام 2016 حول إعادة توزيع المياه التي تؤثر على الانجراف الدوراني. “لقد حددوا دور ضخ المياه الجوفية في الحركة القطبية ، وهو مهم جدًا.”
موقع المياه الجوفية مهم لأنه يمكن أن يغير الانجراف القطبي ؛ إعادة توزيع المياه في خطوط العرض الوسطى لها تأثير أكبر على عمود الدوران. خلال فترة الدراسة ، تم إعادة توزيع معظم المياه في غرب أمريكا الشمالية وشمال غرب الهند ، وكلاهما عند خطوط العرض الوسطى.
قال سيو إن محاولات الدول لإبطاء معدلات استنفاد المياه الجوفية ، خاصة في هذه المناطق الحساسة ، يمكن أن تغير من الناحية النظرية تغير الانجراف ، ولكن فقط إذا استمرت أساليب الحفظ هذه لعقود.
يتغير عمود الدوران عادة بعدة أمتار في غضون عام تقريبًا ، لذلك من غير المحتمل أن تغير التغييرات بسبب ضخ المياه الجوفية المواسم. لكن على النطاقات الزمنية الجيولوجية ، يمكن أن يؤثر الانجراف القطبي على المناخ ، على حد قول أديكاري.
يمكن أن تكون الخطوة التالية في هذا البحث هي النظر إلى الماضي.
قال سيو: “إن مراقبة التغيرات في قطب دوران الأرض مفيد لفهم الاختلافات على النطاق القاري في تخزين المياه”. “تتوفر بيانات الحركة القطبية اعتبارًا من نهاية 19ه قرن. وبالتالي ، يمكننا استخدام هذه البيانات لفهم التغييرات في تخزين المياه القارية على مدار المائة عام الماضية. هل حدثت تغيرات في النظام الهيدرولوجي نتيجة للاحتباس الحراري؟ قد تكون الحركة القطبية هي الحل.
المرجع: “انجراف قطب الأرض يؤكد استنفاد المياه الجوفية كمساهم مهم في ارتفاع مستوى سطح البحر العالمي 1993-2010” بقلم كي-ويون سيو ، دونجريول ريو ، جويونج إيوم ، تايوهان جيون ، جاي سونج كيم ، كوهيون يوم ، جيانلي تشين ، كلارك آر .ويلسون ، 15 يونيو 2023 ، رسائل البحوث الجيوفيزيائية.
دوى: 10.1029 / 2023GL103509
المؤلفون:
- Ki-Weon Seo (المؤلف المقابل) ، مركز البحوث التربوية وقسم تعليم علوم الأرض ، جامعة سيول الوطنية ، سيول ، جمهورية كوريا
- Jae-Seung Kim ، Kookhyoun Youm ، قسم تعليم علوم الأرض ، جامعة سيول الوطنية ، سيول ، جمهورية كوريا
- دونغريول ريو ، قسم هندسة البنية التحتية ، جامعة ملبورن ، باركفيل ، أستراليا
- Jooyoung Eom ، قسم تعليم علوم الأرض ، جامعة كيونغ بوك الوطنية ، دايجو ، جمهورية كوريا
- Taewhan Jeon ، مركز البحوث التربوية ، جامعة سيول الوطنية ، سيول ، جمهورية كوريا
- جيانلي تشين ، قسم مسح الأراضي والمعلوماتية الجغرافية ، ومعهد أبحاث الأرض والفضاء ، جامعة هونغ كونغ للفنون التطبيقية ، هونغ كونغ
- كلارك ويلسون ، قسم العلوم الجيولوجية ومركز أبحاث الفضاء ، جامعة تكساس في أوستن ، أوستن ، تكساس ، الولايات المتحدة الأمريكية
