Terenul pe care stăm nu este atât de solid pe cât pare. Câțiva factori fac ca întregul Pământ să se agite și să se zguduie. Fermitatea și imuabilitatea pământului de sub picioarele noastre este o iluzie creată din punctul nostru de vedere limitat. Planeta noastră se rotește pe axa sa la fiecare 23 de ore 56 minute și 4 secunde. De asemenea, se învârte în jurul soarelui, sistemul solar se învârte în jurul centrului Calea Lactee, iar galaxia se repezi prin univers în direcția Marelui Atractor. Vitezele implicate în toată această acțiune sunt amețitoare.
Chiar dacă toate acestea nu sunt luate în considerare, Pământul este departe de a fi stabil. Undeva sub noi, bucăți uriașe de roci se rup în mod constant, formând văi, împingând munții afară. Ciocniți și trageți unii pe alții pentru a forma râuri și oceane. Pământul de sub noi se schimbă permanent și se întinde, se întinde și se zvâcnește.
În mare parte, este în regulă. Cu toate acestea, înțelegerea noastră în creștere a acestor fenomene ne permite să aflăm mai multe despre funcționarea interioară a planetei noastre. De asemenea, este convenabil pentru oricine încearcă să navigheze și să aterizeze o navă spațială. Există șapte lucruri care fac pământul să se miște. „Eppur si muove!” Spuse Galileo. Și totuși se transformă.
Sub presiune
Un glob de birou este o sferă perfectă, astfel încât se rotește lin în jurul unei axe fixe. Cu toate acestea, Pământul nu este o sferă, iar masa din ea este neuniform distribuită și tinde să se miște. Prin urmare, atât axa în jurul căreia se rotește planeta, cât și poli ai acestei axe se mișcă. Mai mult, întrucât axa de rotație este diferită de axa în jurul căreia masa este echilibrată, Pământul se zvâcnește în timp ce se rotește.
Această oscilație a fost prevăzută de oamenii de știință din epoca lui Isaac Newton. Și mai precis, această oscilație constă din mai multe.
Video promotional:
Una dintre cele mai importante este oscilația Chandler, care a fost observată pentru prima dată de astronomul american Seth Chandler Jr. în 1891. Acesta provoacă mișcarea stâlpilor de 9 metri și finalizează un ciclu complet în 14 luni.
De-a lungul secolului XX, oamenii de știință au prezentat o serie de motive, inclusiv schimbări în depozitarea apelor continentale, presiunea atmosferică, cutremure, interacțiuni la limitele nucleului Pământului și manta.
Geofizicianul Richard Gross al Laboratorului de Propulsie Jet (JPL) al NASA din Pasadena, California, a rezolvat misterul în 2000. A aplicat noi modele meteorologice și oceanice la observațiile oscilației Chandler în 1985-1995. Brutul a calculat că două treimi din aceste fluctuații sunt cauzate de fluctuațiile de presiune pe fundul mării și o treime de modificările presiunii atmosferice.
„Importanța lor relativă se schimbă în timp”, spune Gross, „dar în prezent această cauză, o combinație de modificări ale presiunii atmosferice și oceanice, este considerată principala”.
Apa poartă piatra
Anotimpurile sunt cel de-al doilea factor ca mărime legat de pământul. Pentru că duc la modificări geografice ale ploii, zăpezii și umidității.
Oamenii de știință au putut determina polii folosind pozițiile relative ale stelelor încă din 1899, iar din anii '70 au fost ajutați de sateliți. Dar chiar dacă eliminați influența fluctuațiilor sezoniere și Chandler, polii de rotație nord și sud se mișcă în continuare în raport cu scoarța terestră.
Într-un studiu publicat în aprilie 2016, Surendra Adikari și Eric Ivins de la JPL au evidențiat două piese critice ale puzzle-ului de pământ.
Până în 2000, axa de rotație a Pământului se deplasa către Canada cu doi centimetri pe an. Dar apoi măsurătorile au arătat că axa de rotație a schimbat direcția spre Insulele Britanice. Unii oameni de știință au sugerat că acest lucru poate fi rezultatul pierderii de gheață din cauza topirii rapide a ghețurilor din Groenlanda și Antarctica.
Adikari și Ivins au decis să testeze această idee. Au comparat măsurătorile GPS ale pozițiilor pol cu datele de la GRACE, un studiu care folosește sateliți pentru a măsura modificările de masă de pe Pământ. Ei au descoperit că topirea gheții Groenlandei și a Antarcticii reprezintă doar două treimi din recentul schimb în direcția polilor. Restul, potrivit oamenilor de știință, ar trebui explicat prin pierderea de apă pe continente, în special pe zona terestră eurasiatică.
Regiunea suferă de epuizare și secetă a acviferului. Cu toate acestea, la început volumul de apă implicat în acest lucru pare prea mic pentru a duce la astfel de consecințe.
Prin urmare, oamenii de știință au analizat poziția zonelor afectate. „Din fizica fundamentală a obiectelor rotative, știm că mișcarea poli este foarte sensibilă la schimbările în 45 de grade de latitudine”, spune Adikari. Adică exact acolo unde Eurasia a pierdut apa.
Acest studiu a identificat, de asemenea, depozitarea continentală a apei ca o explicație plauzibilă pentru un alt vârtej în rotația Pământului.
De-a lungul secolului XX, oamenii de știință nu au putut înțelege de ce axa de rotație se schimbă la fiecare 6-14 ani, lăsând 0,5-1,5 metri la est sau la vest de deriva sa generală. Adikari și Ivins au descoperit că din 2002 până în 2015, anii uscați în Eurasia corespundeau leagănilor spre est, iar anilor umedi mișcărilor spre vest.
„Am găsit meciul perfect”, spune Adikari. "Aceasta este prima dată când cineva a identificat cu succes meciul perfect între mișcarea polară interanuală și umiditatea interanuală a secetei globale."
Impactul tehnogen
Mișcările de apă și gheață sunt cauzate de o combinație de procese naturale și acțiuni umane. Există însă și alte efecte care afectează fruntea pământului.
În 2009, Felix Landerer, tot de la JPL, a calculat că dacă nivelul de dioxid de carbon s-ar dubla din 2000 până în 2100, oceanele s-ar încălzi și s-ar extinde astfel încât Polul Nord s-ar muta 1,5 centimetri pe an spre Alaska și Hawaii pentru secolul următor. …
De asemenea, în 2007 Landerer a modelat efectele încălzirii oceanelor cauzate de aceeași creștere a presiunii și a circulației din dioxidul de carbon pe fundul oceanului. El a descoperit că aceste schimbări ar putea schimba masa la latitudini mai mari și să reducă ziua cu aproximativ 0,1 milisecunde.
Cutremur
Nu doar volumele mari de apă și gheață afectează rotația Pământului pe măsură ce se mișcă. Deplasarea rocilor are și acest efect dacă sunt suficient de mari.
Cutremurele se produc atunci când plăcile tectonice care alcătuiesc suprafața Pământului încep brusc să se „frece” în timp ce trec. Acest lucru ar putea contribui, de asemenea. Brut a măsurat un puternic cutremur cu magnitudinea de 8,8, care a lovit coasta din Chile în 2010. Într-un studiu încă nepublicat, el a calculat că mișcarea plăcilor a deplasat axa Pământului în raport cu echilibrul de masă cu aproximativ 8 centimetri.
Dar aceasta se bazează doar pe evaluarea modelului. De atunci, Gross și alții au încercat să observe schimbările efective ale rotației Pământului din datele cutremurului de la sateliții GPS.
Până acum, acest lucru nu a reușit, deoarece este destul de dificil să elimini toți ceilalți factori care influențează rotația Pământului. „Modelele nu sunt perfecte și există o mulțime de zgomote care maschează semnalele mici de cutremur”, spune Bross.
Mișcarea maselor, care are loc atunci când plăcile tectonice trec în apropiere, afectează și durata zilei. Brutul a calculat că cutremurul de magnitudine 9,1 care a lovit Japonia în 2011 a redus lungimea zilei cu 1,8 microsecunde.
Pământ tremurător
Când are loc un cutremur, acesta declanșează valuri seismice care transportă energie prin intestinele pământului.
Există două tipuri de ele. „Undele P” comprimă și extinde materialul prin care trec; vibrațiile călătoresc în aceeași direcție ca valul. „Undele S” mai lente stâncesc rocile dintr-o parte în alta, iar vibrațiile sunt în unghi drept față de direcția lor de deplasare.
Furtunile intense pot crea, de asemenea, valuri seismice slabe, similare cu cele care provoacă cutremure. Aceste unde se numesc microseisme. Până de curând, oamenii de știință nu au putut determina sursa undelor S în microseisme.
Într-un studiu publicat în august 2016, Kiwamu Nishida de la Universitatea din Tokyo și Ryota Takagi de la Universitatea Tohoku au raportat utilizarea unei rețele de 202 de detectoare din sudul Japoniei pentru a urmări undele P și S. Ei au urmărit originea valurilor către o furtună majoră din Atlanticul de Nord numită „bombă meteorologică”: în această furtună, presiunea atmosferică din centru scade neobișnuit de repede.
Urmărirea microseismelor în acest fel îi va ajuta pe cercetători să înțeleagă mai bine structura internă a Pământului.
Influența lunii
Nu numai fenomenele pământești afectează mișcările planetei noastre. Studii recente au arătat că cutremurele mari au loc cu luna plină și nouă. Poate că acest lucru se datorează faptului că Soarele, Luna și Pământul sunt aliniate, crescând astfel forța gravitațională care acționează pe planetă.
Într-un studiu publicat în septembrie 2016, Satoshi Ida de la Universitatea din Tokyo și colegii săi au analizat stresurile de maree cu două săptămâni înainte de cutremurele majore din ultimii douăzeci de ani. Dintre cele mai mari 12 cutremure cu o magnitudine de 8,2 sau mai mare, nouă au avut loc în timpul unei luni pline sau a unei luni noi. Pentru cutremurele mici, nu a fost găsită o astfel de corespondență.
Ida a concluzionat că influența gravitațională suplimentară care apare în aceste momente poate crește efectul forțelor asupra plăcilor tectonice. Aceste modificări ar trebui să fie mici, dar dacă plăcile sunt deja energizate, forța suplimentară poate fi suficientă pentru a declanșa fracturi mari în roci.
Cu toate acestea, mulți oameni de știință sunt sceptici cu privire la constatările lui Ida, din moment ce a studiat doar 12 cutremure.
Soare tremurător
Și mai controversată este ideea că vibrațiile care provin adânc în interiorul Soarelui pot explica o serie de fenomene agitare pe Pământ.
Când gazele se mișcă în interiorul soarelui, acestea dau naștere la două tipuri diferite de unde. Cele care se nasc în procesul schimbărilor de presiune se numesc moduri p, iar cele care se formează atunci când materialul dens este aspirat în interior de gravitație se numesc moduri g.
Modul P durează câteva minute pentru a finaliza un ciclu complet de vibrații; g-mod durează de la zece minute la câteva ore. Această perioadă de timp se numește „perioadă” a modului.
În 1995, o echipă condusă de David Thomson de la Queen's University din Kingston, Canada, a analizat tiparele vântului solar - fluxul de particule încărcate care emană de la soare - din 1992 până în 1994. Au observat oscilații care au aceleași perioade cu modurile p și g, ceea ce sugerează că vibrațiile solare erau cumva legate de vântul solar.
În 2007, Thomson a raportat din nou că fluctuațiile de tensiune inexplicabile ale cablurilor de utilitate subterane, măsurările seismice pe Pământ și chiar întreruperile la apelurile telefonice au patternuri de frecvență în concordanță cu undele din Soare.
Cu toate acestea, oamenii de știință cred că afirmațiile lui Thomson au un temei cutremurător. Conform simulărilor, aceste vibrații solare, în special modurile g, ar trebui să fie atât de slabe în momentul în care ajung la suprafața Soarelui, încât nu ar putea afecta în niciun fel vântul solar. Chiar dacă nu este cazul, aceste tipare trebuie să fi fost distruse de turbulența mediului interplanetar cu mult înainte de a ajunge pe Pământ.
Poate că ideea lui Thomson este greșită. Există însă multe alte motive pentru care planeta noastră se agită și se agită.
ILYA KHEL
