Žemės forma keičiasi: ledai, vandenynai ir gravitacija

Įsivaizduokite planetą, kuri kvėpuoja, ne plaučiais, o lėtais, kantriais uolienų ir vandens poslinkiais, kurie dešimtmečiais nepastebimai pakeičia jos kontūrus. Vaizdas, kad Žemė yra tobula sfera, teikia paguodą. Taip pat klaidinga.

Pasukite planetą ir centrifuginė jėga ją išsipučia ties pusiauju ir suplokštėja ties polais. Ši gerai pažįstama obliška forma yra pastovi planetų fizikos savybė. Tačiau naujas geologo Christopherio Kotsakio iš Aristotelio Tesalonikų universiteto darbas rodo, kad ši forma nėra pastovi, ji keičiasi ir iš pirmo žvilgsnio tai atrodo prieštaringa.

Kotsakis analizavo du dešimtmečius aukštos tikslumo žemės matavimų iš pasaulinio GNSS tinklo, konstelacijos topografinių stočių, galinčių aptikti milimetrinio lygio vertikalius judesius. Jo duomenų rinkinys apima 1997–2015 metus ir rodo spartėjančią tendenciją: poliarinės sritys kyla greičiau, o pusiaujaus apylinkės smunka labiau. 1997–2000 m. poliarinis pakilimas siekė maždaug 0,5 milimetro per metus. Iki 2015 m. šis tempas padvigubėjo iki apie 1 milimetro per metus.

Trumpi sakiniai. Didelė prasmė.

Žemė nufotografuota iš kosmoso Europos kosminės agentūros Meteosat.

Kodėl tai svarbu? Nes kai poliai kyla ir pusiauju nusileidžia, planetos uolieninis apvalkalas tampa šiek tiek mažiau suplokštėjęs, artėja prie rutulio kalbant apie kietąjį paviršių. Tačiau planetos gravitacinis laukas, vadinamas geoidu, pasako kitą istoriją: palydovų gravitacijos matavimai per pastaruosius dešimtmečius rodo, kad geoidas tampa labiau suplokštėjęs, o ne apvalesnis.

Dvi atrodytų nesuderinamos tendencijos. Dvi suderinamos procesų pusės.

Suderinimas slypi masės perskirstyme. Grenlandijos ir Antarktidos ledynai praranda masę spartėjančiais tempais. Kai milžiniški ledų sluoksniai ištirpsta, plutą po jais atšoka procesas, vadinamas ledyniniu izostatiniu atstatymu. Kietoji Žemė kyla. Paprasta. Tačiau tirpantis vanduo neišnyksta. Jis patenka į vandenynus ir linkęs kauptis mažesnėse platumose. Perskirstyta masė didina gravitaciją tų platumų srityse ir spaudžia vandenyno dugną, keisdama geoidą.

GNSS matavimai rodo didėjantį nusileidimą aplink Žemės pusiaują (viršuje) ir didėjantį pakilimą link polių (apačioje) 1997–2015 m.

Kotsakio straipsnis, paskelbtas žurnale "Geofizikos tyrimai: Kieta Žemė", pabrėžia, kaip svarbu žiūrėti į Žemę per kelis stebėjimo lęšius. GNSS stotys fiksuoja paviršiaus judesius: smulkius uolienų ir nuosėdų vertikalius poslinkius. Gravitacijos palydovai matuoja pačią masę: kaip svoris pasiskirsto po pasaulį. Nei vienas duomenų rinkinys atskirai neperteikia visos situacijos.

Šis atradimas taip pat peržiūri mūsų supratimą apie ledų netekimą ir jūros lygio kilimą. Tirpimo pasekmės apima daugiau nei pakylančias pakrantes, jos subtiliai pertvarko planetos profilį, gravitaciją ir įtampos pasiskirstymą plutoje. Per šimtmečius šie pokyčiai atsilieps tektonikai, vandenynų cirkuliacijai ir net mūsų vidutinio jūros lygio apibrėžimui.

Išvada paprasta ir šiek tiek neraminanti: mūsų planetos siluetas nėra statiškas. Jį formuoja tirpstantys ledynai, migruojantys vandenynai ir lėtas uolienų elastingas atšokimas. Šių poslinkių matavimas reikalauja kantrybės, tikslumo ir pasirengimo kartu vertinti prieštaringus signalus. Kol ledai toliau tirpsta, Žemė toliau keis savo formą tyliai, nenugalimai ir stebėtinai žmogiškai savo užsispyrimu nenorėdama likti tokia pati.