Annyi talajvizet szivattyúztunk ki, hogy a Föld forgása eltolódott

A talajvíz emberi kitermelése és újraelosztása két évtized alatt (1993-2010) közel egy méterrel elmozdította a Föld forgási pólusát, ami hozzájárult a tengerszint emelkedéséhez – derül ki egy tanulmányból a Geophysical Research Lettersben. A legtöbb víz újraelosztása Észak-Amerika nyugati részén és Északnyugat-Indiában történt, és az ilyen területeken a talajvíz kimerülésének csökkentésére irányuló erőfeszítések elméletileg befolyásolhatják ezt az elmozdulást. Ez a jelenség nem veszélyezteti az évszakok változását, de geológiai időskálán befolyásolhatja az éghajlatot.

A talajvíz kivonása miatti tömegeltolódás és ennek következtében a tengerszint emelkedése miatt a Föld forgópólusa két évtized alatt közel egy métert vándorolt ​​el.

Egy június 15-én közzétett új tanulmány szerint az emberek a vizet a talajból kiszivattyúzva és máshová szállítva olyan nagy víztömeget mozdítottak el, hogy a Föld csak 1993 és 2010 között csaknem 80 cm-rel (31,5 hüvelyk) keletre dőlt. Geofizikai kutatási levelekAz AGU rövid, nagy hatású kutatási folyóirata a föld- és űrtudományokra kiterjedő vonatkozásokkal.

Klímamodellek és tudósok alapján korábban becsült 1993 és 2010 között az emberek 2150 gigatonna talajvizet pumpáltak, ami több mint 6 milliméteres tengerszint-emelkedésnek felel meg. De ezt a becslést nehéz ellenőrizni.

Az egyik megközelítés a Föld forgási pólusánál található, amely az a pont, amely körül a bolygó kering. A poláris mozgásnak nevezett folyamaton halad keresztül, amikor is a Föld forgáspólusának helyzete megváltozik a kéreghez képest. A víz eloszlása ​​a bolygón befolyásolja a tömeg eloszlását. Mintha egy kis súlyt adnánk egy forgófejhez, a Föld egy kicsit másképp forog, ahogy mozgatja a vizet.

„A Föld forgási pólusa gyakran változik” – mondta Ki-wyun Seo, a tanulmányt vezető Szöuli Nemzeti Egyetem geofizikusa. „Tanulmányunk azt mutatja, hogy az éghajlattal összefüggő okok közül valójában a talajvíz újraelosztása van a legnagyobb hatással az aknák elsodródására.”

Itt a kutatók összehasonlították a megfigyelt poláris mozgást (piros nyíl, „OBS”) a (szaggatott kék nyíl) és a (folytonos kék nyíl) talajvíztömeg-újraeloszlás nélküli modellezési eredményekkel. A megfigyelt poláris mozgáshoz jobban illeszkedik egy talajvíztömeg-újraeloszlással rendelkező modell, amely elmondja a kutatóknak a talajvíznek a Föld forgására gyakorolt ​​hatásának nagyságát és irányát. Hitel: Seo et al. (2023), Geophysical Research Letters

A víz azon képessége volt, hogy megváltoztassa a Föld forgását 2016-ban fedezték felA mai napig nem vizsgálták a felszín alatti vizek specifikus hozzájárulását ezekhez a keringési változásokhoz. Az új tanulmányban a kutatók modellezték a Föld forgási pólussodródásában és a víz mozgásában megfigyelt változásokat – először csak a jégtáblákat és a gleccsereket vették figyelembe, majd különböző forgatókönyveket adtak hozzá a talajvíz újraeloszlására.

A modell csak akkor felelt meg a megfigyelt poláris sodródásnak, amikor a kutatók 2150 gigatonnás talajvíz újraeloszlását vették figyelembe. Enélkül a modell évente 78,5 cm-nél (31 hüvelyk) vagy 4,3 cm-nél (1,7 hüvelyk) állt meg.

„Nagyon örülök, hogy rájöttem a tengelysodródás megmagyarázhatatlan okára” – mondta Seo. „Másrészt szárazföldi lakosként és szülőként aggódom és meglepődve látom, hogy a talajvíz szivattyúzása a tengerszint emelkedésének egy másik forrása.”

„Ez egy csodálatos hozzájárulás, és határozottan fontos dokumentáció” – mondta Surendra Adhikari, a JPL kutatója, aki nem vett részt ebben a tanulmányban. Adhikari 2016-ban publikált egy tanulmányt a forgási sodródást befolyásoló víz újraelosztásáról. „Meghatározták a talajvíz szivattyúzásának szerepét a poláris mozgásban, és ez nagyon fontos.”

A felszín alatti vizek elhelyezkedése annyiban fontos, hogy milyen mértékben tudja megváltoztatni a sarki sodródást; A víz középső szélességi körökről történő újraelosztása nagyobb hatással van az aknára. A vizsgált időszakban a víz nagy része Észak-Amerika nyugati részén és Északnyugat-Indiában oszlott fel, mindkettő a középső szélességeken.

Seo szerint az államok kísérletei a talajvíz kimerülésének lassítására, különösen azokon az érzékeny területeken, elméletileg visszafordíthatják az erózió változását, de csak akkor, ha az ilyen védelmi módszerek évtizedekig fennmaradnak.

Az akna általában körülbelül egy év alatt több méterrel változik, így a talajvíz szivattyúzása okozta változásokat nem fenyegeti az évszakváltás. De geológiai időskálán a sarki sodródás hatással lehet az éghajlatra, mondta Adhikari.

A kutatás következő lépése a visszatekintés lehet.

„A Föld forgási pólusának változásainak megfigyelése hasznos a kontinensnyi víztárolási különbségek megértéséhez” – mondta Seo. A poláris mozgásra vonatkozó adatok a 19. század vége óta állnak rendelkezésre^y egy évszázad. Ezért ezeket az adatokat felhasználhatjuk arra, hogy megértsük a víztárolás kontinentális különbségeit az elmúlt 100 évben. Történt-e változás a hidrológiai rendszerben a melegedő éghajlat miatt? A poláris mozgás hordozhatja a választ.”

Hivatkozás: „A Föld pólussodródása megerősíti, hogy a talajvíz kimerülése fontos szerepet játszik a globális tengerszint-emelkedésben 1993–2010 között” – Ki-wyun-seo, Dongriol-ryeo, Goyoung-eum, Taeohan-jeon, Jae-seong Kim, Kuhyun-eum, Jianli Chen, Clark R. Wilson, 2023. június 15., elérhető itt. Geofizikai kutatási levelek.
doi: 10.1029/2023GL103509

Szerzői:

• Ki-Weon Seo (levelező szerző), Oktatáskutatási Központ és Földtudományi Oktatási Tanszék, Szöuli Nemzeti Egyetem, Szöul, Koreai Köztársaság
• Jae-Seung Kim, Kookhyoun Youm, Földtudományi Oktatási Tanszék, Szöuli Nemzeti Egyetem, Szöul, Koreai Köztársaság
• Dongriol Ryo, Infrastruktúramérnöki Tanszék, Melbourne-i Egyetem, Parkville, Ausztrália
• Jooyoung Eom, a Kyungbuk Nemzeti Egyetem Földtudományi Oktatási Tanszéke, Daegu, Koreai Köztársaság
• Taewhan Jeon, Oktatáskutatási Központ, Szöuli Nemzeti Egyetem, Szöul, Koreai Köztársaság
• Jianli Chen, Földmérési és Geoinformatikai Tanszék, Föld- és Űrkutatási Intézet, Hong Kong Politechnikai Egyetem, Hong Kong
• Clark Wilson, Geosciences Department és Space Research Center, University of Texas, Austin, Austin, Texas, USA