CP v2

Tag: Žemės forma

  • Tyrimas: dėl tirpstančių ašigalių ledo Žemė sparčiau „apvalėja“ – matyti net iš palydovų

    Naujas tyrimas rodo, kad žmogaus sukelta klimato kaita keičia ne tik temperatūrą ar jūrų lygį – ji tiesiogine prasme ima keisti ir Žemės formą.

    Kaip skelbia „Live Science“, mokslininkai nustatė, jog planeta tampa vis apvalesnė, o pokyčius daugiausia lemia tirpstantys ašigalių ledo skydai.

    Žemė nėra tobula sfera: dėl sukimosi ji kiek „suplota“ ties ašigaliais ir turi iškilimą ties pusiauju. Tačiau, tirpstant ledui, masė persiskirsto, o kietoji Žemės pluta reaguoja.

    Tyrėjai pabrėžia, kad tokie matavimai gali tapti dar vienu būdu vertinti, kokį poveikį žmonių veikla daro Grenlandijos ir Antarktidos ledo dangoms.

    Kas tiksliai pasikeitė

    Tyrimas, rugsėjo 9 dieną publikuotas žurnale „JGR Solid Earth“, rėmėsi pasaulinės navigacijos palydovų sistemos (GNSS) tiesioginiais matavimais, leidžiančiais sekti Žemės paviršiaus pokyčius laikui bėgant.

    Geodezijos profesorius Christoforos Kotsakis iš Aristotelio universiteto Salonikuose pristatė naują GNSS duomenų analizės metodą, padedantį tiksliau „pagauti“ globalius paviršiaus pokyčius.

    Jo skaičiavimai rodo, kad 2011–2015 metais ašigaliai kilo, o pusiaujo iškilimas mažėjo maždaug po 1 milimetrą per metus. Nors skaičius nedidelis, jis didesnis nei 1997–2000 metų laikotarpiu, kai apvalėjimo tempas siekė apie 0,5 milimetro per metus.

    Autoriaus vertinimu, tai reiškia, kad kiekvienam praeinančiam dešimtmečiui Žemės apvalėjimo greitis didėja dar apie 0,4 milimetro per metus.

    Kodėl tai vyksta ir kur „dingsta“ masė

    Pagrindinis mechanizmas siejamas su tuo, kad tirpstant poliariniam ledui sumažėja spaudimas žemyninei plutai, todėl ji pamažu kyla – panašiai kaip tešla, atleidus ją paspaudusį pirštą.

    Tuo pat metu didėjanti masė arčiau pusiaujo labiau „slegia“ plutą ten, todėl pusiaujo iškilimas kietojoje Žemėje mažėja.

    Vis dėlto tyrime pabrėžiama svarbi išlyga: vertinant kartu kietąją Žemę ir vandenynus, bendras efektas nėra vienareikšmis. Vandenynas ties pusiauju, vandeniui persiskirstant nuo ašigalių, tampa labiau iškilus.

    Dėl to, skaičiuojant kietąją dalį ir vandenyną kartu, planeta apskritai gali atrodyti tampanti kiek „plokštesnė“ – apie 0,8 milimetro per metus, nes vandens masės poveikis nusveria uolienų „apvalėjimą“ po paviršiumi.

    Kaip tokie pokyčiai matuojami

    Tyrėjai Žemės formos kitimą seka ne vien GNSS duomenimis. Kitas būdas – gravitacijos lauko matavimai, nes gravitacija kinta priklausomai nuo masės pasiskirstymo skirtinguose regionuose.

    Tyrime pažymima, kad GNSS ir gravitacijos lauko duomenys ne visada sutampa idealiai, vadinasi, Žemės forma ir gravitacijos pokyčiai ne visuomet žingsniuoja „vienu ritmu“.

    Tačiau abu metodai, naudojami kartu, gali padėti geriau suprasti didžiausius klimato kaitos padarinius – ypač Grenlandijos ir Antarktidos ledo tirpsmą bei vandenynų vandens judėjimo pokyčius.

    Anksčiau kiti tyrimai taip pat siejo masės persiskirstymą planetoje su Žemės sukimosi lėtėjimu, tad pokyčiai gali būti fiksuojami įvairiais geofiziniais „indikatoriais“.

  • Mokslininkai fiksuoja: Žemė keičia formą – ir apvalėja, ir plokštėja tuo pat metu

    Mokslininkai fiksuoja: Žemė keičia formą – ir apvalėja, ir plokštėja tuo pat metu

    Žemė nėra idealiai apvali: dėl sukimąsi apie ašį ją „išpučia“ ties pusiauju ir šiek tiek suplokština ties ašigaliais. Šis efektas menkas akiai, tačiau geodeziniai ir palydoviniai matavimai leidžia tiksliai sekti, kaip kinta planetos forma.

    Nauja analizė rodo paradoksą: kietoji Žemė, vertinant plutos deformacijas, tampa kiek mažiau suplota, tačiau gravitacinė Žemės „forma“ elgiasi priešingai. Kitaip tariant, priklausomai nuo to, ką matuojame, planeta vienu metu tarsi ir apvalėja, ir darosi labiau suplota.

    Kas iš tiesų „keičiasi“?

    Tyrimuose atskiriami du dalykai: kietosios Žemės paviršiaus vertikalūs judesiai ir geoidu vadinama gravitacinio lauko „nelygi“ forma. Geoidą lemia masės pasiskirstymas, todėl jis gali kisti net tada, kai pluta juda kita kryptimi.

    Geologo Christopherio Kotsakio (Aristotelio universitetas Tesalonikuose) darbe panaudoti pasaulinio GNSS stočių tinklo duomenys. Jie leidžia milimetrų tikslumu fiksuoti, kur Žemės paviršius kyla, o kur sėda, ir kaip šie pokyčiai greitėja.

    Poliai kyla, pusiaujo zona sėda

    Skaičiavimai rodo, kad 1997–2000 metais poliariniuose regionuose kilimas siekė apie 0,5 milimetro per metus. Iki 2015 metų tempas išaugo iki maždaug 1 milimetro per metus, tad per mažiau nei du dešimtmečius jis iš esmės padvigubėjo.

    Tuo pat metu ties pusiauju fiksuotas priešingas signalas: kietoji Žemė ten vidutiniškai sėdo, o šis procesas taip pat stiprėjo. Sudėjus abu efektus, gaunamas vaizdas, kad pluta tampa mažiau „suplota“.

    Kodėl gravitacija rodo priešingai?

    Pagrindinis paaiškinimas siejamas su masės persiskirstymu dėl ledynų tirpsmo ir vandens pernašos vandenynuose. Kai Grenlandija ir Antarktida netenka ledo masės, sumažėja apkrova, todėl poledinė pluta pamažu „atsistato“ ir kyla.

    Tačiau ištirpęs vanduo pasiskirsto pasaulio vandenynuose ir dalis masės nukeliauja į žemesnes platumas. Gravitacinis laukas reaguoja į masę, todėl toks perskirstymas gali didinti „suplotumo“ signalą geoidu matuojamoje Žemės formoje, net jei kietoji pluta tuo pačiu apvalėja.

    „Mūsų rezultatai rodo spartėjantį ašigalių kilimą, lydimą panašiai augančio pusiaujo zonos sėdimo“, – rašė C. Kotsakis.

    Mokslininkai pabrėžia, kad šie pokyčiai nėra vien akademinė detalė. Kylant ir sėdant žemei kinta vietinis santykinis jūros lygis, didėja pakrančių rizikų netolygumas, o tiksliems žemėlapiams, navigacijai ir palydoviniams aukščių modeliams reikia nuolatinių korekcijų.

    Tyrimas taip pat primena, kad klimato kaita veikia ne tik orus ar jūros lygį, bet ir planetos masės balansą. Norint suprasti bendrą vaizdą, būtina derinti GNSS, palydovinę gravimetriją ir geofizinius modelius, nes nė vienas matavimo metodas vienas pats neatskleidžia visos istorijos.

    Tyrimo rezultatai publikuoti žurnale Journal of Geophysical Research: Solid Earth.