Мы выкачали столько подземных вод, что вращение Земли сместилось

Массовый сдвиг и последующее повышение уровня моря из-за изъятия грунтовых вод привели к тому, что полюс вращения Земли за два десятилетия отклонился почти на метр.

Выкачивая воду из-под земли и транспортируя ее в другое место, люди переместили такую ​​большую массу воды, что только в период с 1993 по 2010 год Земля наклонилась почти на 80 см (31,5 дюйма) на восток, согласно новому исследованию, опубликованному 15 июня в Письма о геофизических исследованияхКороткий, влиятельный исследовательский журнал AGU, посвященный наукам о Земле и космосе.

На основе климатических моделей и ученых предварительно оцененный С 1993 по 2010 год люди откачали 2150 гигатонн грунтовых вод, что эквивалентно повышению уровня моря более чем на 6 миллиметров (0,24 дюйма). Но подтвердить эту оценку сложно.

Один подход лежит на полюсе вращения Земли, который является точкой, вокруг которой планета вращается. Он движется через процесс, называемый полярным движением, когда положение полюса вращения Земли изменяется относительно земной коры. Распределение воды на планете влияет на то, как распределяется масса. Подобно добавлению небольшого веса к волчку, Земля вращается немного по-другому, поскольку она приводит в движение воду.

«Полюс вращения Земли часто меняется», — сказал Ки-вьюн Сео, геофизик из Сеульского национального университета, который руководил исследованием. «Наше исследование показывает, что среди причин, связанных с климатом, перераспределение грунтовых вод на самом деле оказывает наибольшее влияние на дрейф ствола».

Здесь исследователи сравнили наблюдаемое полярное движение (красная стрелка, «OBS») с результатами моделирования без (пунктирная синяя стрелка) и с (сплошная синяя стрелка) перераспределения массы грунтовых вод. Модель с перераспределением массы подземных вод лучше соответствует наблюдаемому полярному движению, сообщая исследователям о величине и направлении влияния подземных вод на вращение Земли. Кредит: Сео и др. (2023), Письма о геофизических исследованиях

Это была способность воды изменять вращение Земли. Обнаружен в 2016 годуНа сегодняшний день конкретный вклад подземных вод в эти изменения циркуляции не изучен. В новом исследовании исследователи смоделировали наблюдаемые изменения дрейфа полюсов вращения Земли и движения воды — сначала принимая во внимание только ледяные щиты и ледники, а затем добавляя различные сценарии перераспределения грунтовых вод.

Модель соответствовала полярному дрейфу, наблюдаемому только после того, как исследователи включили 2150 гигатонн перераспределения подземных вод. Без него модель останавливалась при сносе 78,5 см (31 дюйм) или 4,3 см (1,7 дюйма) в год.

«Я очень рад найти необъяснимую причину дрейфа вала», — сказал Сео. «С другой стороны, как наземный житель и родитель, я обеспокоен и удивлен, увидев, что откачка грунтовых вод является еще одним источником повышения уровня моря».

«Это удивительный вклад и, безусловно, важная документация», — сказал Сурендра Адхикари, научный сотрудник Лаборатории реактивного движения, не участвовавший в этом исследовании. Адхикари опубликовал в 2016 году статью о перераспределении воды, влияющем на вращательный дрейф. «Они определили роль откачки грунтовых вод в движении полюсов, и это очень важно».

Расположение подземных вод важно в той степени, в которой они могут изменить полярный дрейф; Большее влияние на вал оказывает перераспределение воды из средних широт. В течение исследуемого периода большая часть воды была перераспределена в западной части Северной Америки и северо-западной Индии, как в средних широтах.

Сео сказал, что попытки стран замедлить темпы истощения грунтовых вод, особенно в этих чувствительных районах, теоретически могут обратить вспять изменение эрозии, но только если такие методы сохранения будут сохраняться в течение десятилетий.

Вал обычно меняется на несколько метров примерно за год, поэтому изменениям, вызванным откачкой грунтовых вод, не грозит смена времен года. Но в масштабах геологического времени полярный дрейф может оказать влияние на климат, сказал Адхикари.

Следующим шагом для этого исследования может быть оглянуться назад.

«Наблюдение за изменениями полюса вращения Земли полезно для понимания различий в запасах воды на всем континенте», — сказал Сео. Данные о движении полюсов доступны с конца 19 века.^у век. Следовательно, мы можем использовать эти данные, чтобы понять континентальные различия в запасах воды за последние 100 лет. Произошли ли изменения гидрологического режима, вызванные потеплением климата? Полярное движение может содержать ответ».

Ссылка: «Дрейф полюсов Земли подтверждает, что истощение грунтовых вод является важным фактором глобального повышения уровня моря в 1993–2010 годах». Цзяньли Чен, Кларк Р. Уилсон, 15 июня 2023 г., доступно здесь. Письма о геофизических исследованиях.
дои: 10.1029/2023GL103509

Авторы:

• Ки-Веон Сео (соответствующий автор), Центр исследований в области образования и Департамент образования в области наук о Земле, Сеульский национальный университет, Сеул, Республика Корея
• Джэ-Сын Ким, Кухён Юм, Факультет образования в области наук о Земле, Сеульский национальный университет, Сеул, Республика Корея
• Донгриол Рио, факультет инженерной инфраструктуры, Мельбурнский университет, Парквилл, Австралия
• Jooyoung Eom, Факультет образования в области наук о Земле, Национальный университет Кёнбук, Тэгу, Республика Корея
• Taewhan Jeon, Центр исследований в области образования, Сеульский национальный университет, Сеул, Республика Корея
• Цзяньли Чен, Департамент геодезии и геоинформатики, Институт исследований Земли и космоса, Гонконгский политехнический университет, Гонконг
• Кларк Уилсон, Департамент наук о Земле и Центр космических исследований, Техасский университет в Остине, Остин, Техас, США