Μια μελέτη από το Πανεπιστήμιο της Βιέννης και το ETH Ζυρίχης αποκαλύπτει ότι η άνοδος της στάθμης της θάλασσας που προκαλείται από την υπερθέρμανση του πλανήτη επιβραδύνει την περιστροφή της Γης με ταχύτητα που δεν έχει προηγούμενο από την ύστερη Πλειόκαινο εποχή.
Η διάρκεια της ημέρας δεν είναι αμετάβλητη. Παράγοντες που κυμαίνονται από τη βαρυτική έλξη της Σελήνης έως τις περίπλοκες κινήσεις στο εσωτερικό του πλανήτη μεταβάλλουν συνεχώς τον χρόνο που χρειάζεται η Γη για να ολοκληρώσει μια περιστροφή γύρω από τον άξονά της.
Το φαινόμενο του «παγοδρόμου» και η επιμήκυνση της ημέρας
Τώρα, μια έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Journal of Geophysical Research: Solid Earth προσθέτει έναν νέο και ανησυχητικό παράγοντα σε αυτή την εξίσωση: Η ανθρωπογενής κλιματική αλλαγή μεταβάλλει την περιστροφή του πλανήτη με ρυθμό που δεν έχει παρατηρηθεί τα τελευταία 3,6 εκατομμύρια χρόνια.
Η μελέτη, με συντάκτες τον Mostafa Kiani Shahvandi από το Τμήμα Μετεωρολογίας και Γεωφυσικής του Πανεπιστημίου της Βιέννης και τον Benedikt Soja, καθηγητή Διαστημικής Γεωδαισίας στο ETH Ζυρίχης, επιβεβαιώνει ότι η τρέχουσα αύξηση στη διάρκεια της ημέρας -που υπολογίζεται σε 1,33 χιλιοστά του δευτερολέπτου ανά αιώνα- δεν έχει προηγούμενο στο πρόσφατο γεωλογικό αρχείο.
Βενθικά τρηματοφόρα: Οι «μάρτυρες» του γεωλογικού παρελθόντος
Για να καταλήξουν σε αυτό το συμπέρασμα, οι επιστήμονες έπρεπε να ανασυνθέσουν τις διακυμάνσεις του παρελθόντος χρησιμοποιώντας μια έμμεση αλλά εξαιρετικά αξιόπιστη μέθοδο: Την ανάλυση απολιθωμάτων μονοκύτταρων θαλάσσιων οργανισμών γνωστών ως βενθικά τρηματοφόρα.
Η φυσική εξήγηση του φαινομένου είναι σχετικά απλή και οι ερευνητές την παρομοιάζουν με την κίνηση ενός παγοδρόμου. Όταν ένας παγοδρόμος εκτείνει τα χέρια του, η περιστροφή του επιβραδύνεται. Όταν τα συμπτύσσει, περιστρέφεται ταχύτερα.
Στην περίπτωση της Γης, η επιταχυνόμενη τήξη των πολικών στρωμάτων πάγου και των ορεινών παγετώνων μεταφέρει τεράστιες μάζες νερού από τις ηπείρους στους ωκεανούς.
Αυτή η μετατόπιση της μάζας, η οποία ανεβάζει τη στάθμη της θάλασσας, μεταβάλλει την κατανομή του βάρους στον πλανήτη και λειτουργεί όπως τα τεντωμένα χέρια του παγοδρόμου, επιβραδύνοντας ελαφρώς την περιστροφή και, κατά συνέπεια, επιμηκύνοντας τη διάρκεια των ημερών μας.
Η χρήση των βενθικών τρηματοφόρων στην έρευνα
Η ομάδα των Kiani Shahvandi και Soja χρησιμοποίησε βενθικά τρηματοφόρα για να προσδιορίσει εάν το συγκεκριμένο κλιματικό φαινόμενο έχει συμβεί ξανά με παρόμοια ένταση. Η ανάλυση της χημικής σύστασης των κελυφών τους αποκαλύπτει πληροφορίες για το γεωλογικό παρελθόν.
Η χημική σύσταση των απολιθωμένων κελυφών αυτών των οργανισμών, που ζουν στον πυθμένα του ωκεανού, λειτουργεί ως ένα ιστορικό αρχείο της στάθμης των θαλασσών. Από τις μεταβολές στη στάθμη της θάλασσας, οι επιστήμονες μπορούν να συμπεράνουν μαθηματικά τις αντίστοιχες αλλαγές στη διάρκεια της ημέρας σε βάθος εκατομμυρίων ετών.
Η τεχνητή νοημοσύνη και η μοναδικότητα του 21ου αιώνα
Για να διαχειριστεί τις μεγάλες αβεβαιότητες που ενυπάρχουν στα παλαιοκλιματικά δεδομένα, η ομάδα εφάρμοσε έναν αλγόριθμο πιθανοτικής βαθιάς μάθησης, ένα μοντέλο διάχυσης βασισμένο στη φυσική (physics-informed diffusion model), ικανό να αποτυπώνει με στιβαρότητα τη δυναμική των μεταβολών στη στάθμη της θάλασσας.
Τα αποτελέσματα του μοντέλου είναι οριστικά: καθ’ όλη τη διάρκεια του Τεταρτογενούς, τα τελευταία 2,6 εκατομμύρια χρόνια, οι κύκλοι ανάπτυξης και τήξης των μεγάλων ηπειρωτικών στρωμάτων πάγου προκάλεσαν σημαντικές διακυμάνσεις στη διάρκεια της ημέρας.
Ωστόσο, όταν αυτά τα ιστορικά αρχεία συγκρίνονται με τις σημερινές μετρήσεις, το συμπέρασμα είναι ότι ο ρυθμός επιμήκυνσης που παρατηρήθηκε μεταξύ 2000 και 2020 είναι εξαιρετικός.
«Κατά την περίοδο που μελετήθηκε, μόνο μία φορά, πριν από περίπου δύο εκατομμύρια χρόνια, ο ρυθμός μεταβολής στη διάρκεια της ημέρας ήταν σχεδόν συγκρίσιμος», εξηγεί ο Kiani Shahvandi. Όμως, ούτε πριν ούτε μετά από εκείνο το σημείο ο πλανητικός «παγοδρόμος» δεν έχει εκτείνει τα χέρια του -με άλλα λόγια, η στάθμη της θάλασσας δεν έχει ανέβει, τόσο γρήγορα όσο στις δύο πρώτες δεκαετίες του 21ου αιώνα.
Η έρευνα κατατάσσει αυτό το γεγονός ως κάτι το εξαιρετικό για τα τελευταία 3,6 εκατομμύρια χρόνια, από την ύστερη Πλειόκαινο εποχή. Αυτή η πρωτοφανής επιτάχυνση οδηγεί τους ερευνητές να υποδείξουν άμεσα την ανθρώπινη δραστηριότητα ως την κύρια αιτία.
Η ταχύτητα με την οποία αυξάνεται η διάρκεια της ημέρας υποδηλώνει ότι ο ρυθμός της σύγχρονης κλιματικής αλλαγής δεν έχει ανάλογο τουλάχιστον από την ύστερη Πλειόκαινο εποχή.
«Η τρέχουσα και ραγδαία αύξηση στη διάρκεια της ημέρας μπορεί, επομένως, να αποδοθεί πρωτίστως στις ανθρώπινες επιδράσεις», αναφέρει ο Benedikt Soja.
Επιπτώσεις στην τεχνολογία και τα συστήματα πλοήγησης
Αν και η μεταβολή μπορεί να φαίνεται ασήμαντη -μιλάμε για χιλιοστά του δευτερολέπτου- οι πρακτικές της επιπτώσεις είναι αξιοσημείωτες, ειδικά σε έναν υπερσυνδεδεμένο και τεχνολογικά εξαρτημένο κόσμο.
Τα συστήματα διαστημικής πλοήγησης ακριβείας, για παράδειγμα, απαιτούν την ακριβή γνώση της περιστροφής της Γης προκειμένου να λειτουργήσουν σωστά. Μια απόκλιση στη μέτρηση του χρόνου, όσο μικρή κι αν είναι, μπορεί να εισαγάγει σφάλματα στον εντοπισμό θέσης και στον συγχρονισμό.
Οι προβλέψεις της μελέτης υποδεικνύουν ότι, μέχρι το τέλος του 21ου αιώνα, η επίδραση της κλιματικής αλλαγής στη διάρκεια της ημέρας θα μπορούσε να γίνει πιο σημαντική από την ίδια τη βαρυτική επίδραση της Σελήνης.
Η εργασία αυτή, η οποία εγκαινιάζει μια ερευνητική γραμμή που χρησιμοποιεί αρχεία απολιθωμάτων για τη μελέτη της ιστορίας των κλιματικά επαγόμενων αλλαγών στην περιστροφή της Γης, καθιερώνει μια άμεση σύνδεση μεταξύ των κλιματικών επιπτώσεων του παρελθόντος και εκείνων του μέλλοντος, επιβεβαιώνοντας ότι η ανθρώπινη δραστηριότητα μεταβάλλει όχι μόνο την ατμόσφαιρα ή τους ωκεανούς, αλλά την ίδια την κίνηση του πλανήτη.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου