أظهرت دراسة جديدة أن التغير المناخي يغير شكل الأرض حتى جوهرها.
مع ذوبان الجليد القطبي والجليدي بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري، يتم إعادة توزيع المياه التي كانت مركزة في أعلى وقاعدة الكرة الأرضية نحو خط الاستواء. الكتلة الإضافية حول مركز الأرض تبطئ دورانها، مما يجعل أيامنا أطول.
تقدم دراسة جديدة أدلة جديدة على هذه الديناميكيات، وتشير كذلك إلى أن التغيرات في جليد الكوكب كانت عميقة بما يكفي للتأثير على محور الأرض، وهو الخط غير المرئي في مركزها الذي تدور حوله. تتسبب هذه التغييرات معًا في ردود فعل مرتدة تحت السطح، مما يؤثر على السوائل التي تتحرك عبر قلب الأرض المنصهر.
ونشرت النتائج في مجلتين هما Nature Geoscience وProceedings of the National Academy of Sciences الأسبوع الماضي.
تشير هذه الدراسات، إلى جانب أبحاث مماثلة نُشرت في شهر مارس، إلى أن البشر قد غيروا العناصر الأساسية للخصائص الفيزيائية للكوكب، وهي عملية ستستمر حتى تستقر درجات الحرارة العالمية وتصل الصفائح الجليدية إلى التوازن.
وقال أحد مؤلفي الدراستين الجديدتين، بينيديكت سوجا، الأستاذ المساعد في الجيوديسيا الفضائية في ETH Zurich في سويسرا: “يمكننا إضافة دوران الأرض إلى قائمة الأشياء التي أثر عليها البشر بشكل كامل”.
وقال سوجا إن التغير في دوران الأرض كبير بما يكفي لينافس في يوم من الأيام تأثير قوى المد والجزر التي يسببها القمر، إذا استمرت انبعاثات الكربون بمستويات متطرفة.
بشكل عام، تعتمد سرعة دوران الأرض على شكل الكوكب وتوزيع كتلته، وهي عوامل تحكمها عدة قوى متعارضة.
غالبًا ما يعقد العلماء مقارنة مع متزلج على الجليد يدور على الجليد: عندما يدور وذراعيه ممدودتين، يكون دورانه أبطأ. ومن ناحية أخرى، إذا أبقى ذراعيه مستقيمتين، فإن دورانه يكون أسرع.
وبالمثل، فإن احتكاك المد والجزر في المحيط الناجم عن سحب جاذبية القمر يؤدي إلى إبطاء دوران الأرض. وأوضح سوجا أنه تاريخيا، كان لهذه الظاهرة التأثير الأكبر على سرعة دوران الكوكب.
وفي الوقت نفسه، فإن الارتداد البطيء لقشرة الأرض في بعض مناطق خطوط العرض العليا بعد اختفاء الأنهار الجليدية في العصر الجليدي يعمل في الاتجاه المعاكس، مما يؤدي إلى تسريع دوران الكوكب.
ولطالما كان لهاتين العمليتين تأثير يمكن التنبؤ به على السرعة الزاوية للأرض.
لكن اليوم، أصبح الذوبان السريع للجليد بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري يشكل قوة جديدة عاتية. وقال سوجا إنه إذا استمر البشر في تلويث الكوكب بانبعاثاتهم الكربونية، فإن تأثير ذوبان الجليد يمكن أن يتجاوز تأثير القمر.
وقال: “في أسوأ السيناريوهات، نعم، سيصبح تغير المناخ هو العامل المهيمن”.
العامل الرابع المهم الذي يؤثر على دوران الأرض هو حركة السوائل في قلبها. لقد عرف العلماء منذ فترة طويلة أن هذه الظاهرة يمكن أن تسرع أو تبطئ دوران الكوكب، وهو اتجاه يمكن أن يتغير على مدى فترات تتراوح بين 10 إلى 20 عامًا. حاليًا، يتسبب اللب مؤقتًا في تسارع طفيف في دوران الأرض، مما يقاوم التباطؤ الناتج عن تغير المناخ.
ويبدو أن تغير المناخ يؤثر أيضًا على نواة الأرض، بسبب ذوبان الجليد والتحولات في محور دوران الكوكب.
قام الباحثون في هذه الدراسة الجديدة ببناء نموذج مدته 120 عامًا لحركة القطب، أو كيفية تحرك المحور بمرور الوقت. ووجدوا أن التغيرات في توزيع الكتلة على الكوكب بسبب ذوبان الجليد ساهمت على الأرجح في حدوث تقلبات صغيرة في حركة القطبين.
ويقدر سوجا أن تغير المناخ ربما يكون مسؤولاً عن تغيير متر واحد على مدى عشر سنوات.
ويشير البحث أيضًا إلى أن حركة الصخور المنصهرة داخل الأرض تتكيف مع التغيرات في محورها وسرعة دورانها، وهي عملية ردود فعل يؤثر فيها سطح الأرض على باطنها.
وقال سوجا: “يتغير الدوران قليلاً ونعتقد أن ذلك قد يكون له تأثير غير مباشر على القلب”. “إنه شيء ليس من السهل أو من الممكن قياسه بشكل مباشر لأننا لا نستطيع الذهاب إلى هناك. »
هذه النتائج لها آثار على كيفية قياس البشر للوقت وكيفية وضع الأقمار الصناعية في الفضاء.
وقال صويا: “إذا كنت تريد إطلاق مهمة جديدة إلى المريخ، على سبيل المثال، فنحن بحاجة حقًا إلى معرفة حالة الأرض في الفضاء بالضبط، وإذا تغير ذلك، فيمكننا بالفعل ارتكاب خطأ ملاحي أو خطأ”.
على سبيل المثال، قد يعني تغيير متر واحد في محور الأرض أن المركبة الفضائية ستخطئ هدفها بمقدار 100 أو 1000 متر عندما تصل إلى المريخ.
عندما يتعلق الأمر بضبط الوقت، تشير الأبحاث المنشورة في مارس إلى أن تغير المناخ قد أخر الحاجة إلى إضافة “ثانية كبيسة سلبية” إلى التوقيت العالمي المنسق للحفاظ على تزامن الساعات العالمية مع دوران الأرض.
وقال دنكان أغنيو، عالم الجيوفيزياء في معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا، سان دييغو، والذي قاد تلك الدراسة السابقة، إن البحث الجديد “يتوافق بشكل جيد للغاية” مع عمله.
وقال أغنيو: “يمتد هذا النتيجة إلى المستقبل وينظر إلى أكثر من سيناريو مناخي واحد”، مضيفًا أنه على الرغم من أن سوجا والمؤلفين المشاركين اتبعوا نهجًا مختلفًا، إلا أنهم توصلوا إلى نتيجة مشابهة لنتيجته.
وقال أغنيو: “الاكتشافات المتعددة هي تقريبًا القاعدة في العلم، وهذه حالة أخرى”.
وقال توماس هيرينج، أستاذ الجيوفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، والذي لم يشارك في أي من الدراستين، إن البحث الجديد يمكن أن يقدم بالفعل نظرة ثاقبة حول كيفية تأثير التغيرات في سطح الأرض على ما يحدث في الداخل.
قال هيرينج في رسالة بالبريد الإلكتروني: “أما بالنسبة لردود الفعل بين العمليات السطحية واللب، فأنا أجد هذا معقولًا”، موضحًا أن العمليات “واسعة النطاق” على السطح يمكن أن “تخترق كل الطريق إلى قلب السائل”.
