Споживання води людиною спричиняє зміну обертання Землі, – відкриття вчених

У період з 1993 по 2010 рік люди видобули і перемістили стільки підземних вод на нашій планеті, що це сприяло міграції полюсів Землі.

Згідно з новим аналізом, проведеним геофізиком Кі-Вон Со з Сеульського національного університету в Південній Кореї, лише внесок перерозподілу підземних вод призвів до зміщення полюсів на 80 сантиметрів на схід.

Ці висновки дозволили вченим підтвердити, що попередні оцінки виснаження підземних вод, спричиненого людською діяльністю, еквівалентні загальному підвищенню рівня Світового океану на 6 міліметрів за цей час.

Дослідники провели цю роботу, щоб краще зрозуміти явище полярного руху і внесок, який вносять зміни в розподіл води на Землі. У 2016 році вчені зробили прорив у з’ясуванні причини блукання полюсів обертання Землі: розподіл наземних запасів води.

Тепер Со та його колеги визначили, наскільки люди, що переміщують підземні води, сприяли цьому блуканню.

“Полюс обертання Землі насправді часто змінюється, – каже Со. “Наше дослідження показує, що серед причин, пов’язаних з кліматом, перерозподіл підземних вод насправді має найбільший вплив на дрейф полюса обертання”.

Це має сенс, якщо подумати. Земля обертається навколо своєї осі обертання подібно до дзиги. Коли розподіл маси навколо цієї осі змінюється і стає нерівномірним, вісь зміщується для компенсації.

Зміна клімату має на це великий вплив. Коли замерзлі частини світу, такі як льодовики та крижані щити, тануть, розподіл води на поверхні Землі змінюється, і полюси – кінці осі обертання – переміщуються.

Цей ефект став помітним на початку 1990-х років, і було зроблено багато роботи, щоб визначити, яку роль у ньому відіграє перерозподіл води. Але вплив лише видобутку підземних вод не був ізольованим.

Ґрунтуючись на кліматичних моделях, у 2010 році вчені підрахували, що з 1993 по 2010 рік люди викачали близько 2150 гігатонн підземних вод, що призвело до підвищення рівня Світового океану на 6 міліметрів, але це було важко підтвердити спостереженнями.

Со та його колеги вирішили цю проблему, використовуючи дані спостережень за рухом полярних сяйв та моделювання. Спочатку вони змоделювали рух полярних полюсів, враховуючи лише внесок танення льоду з льодовиків, льодовикових щитів і морського льоду. Потім вони додали до своїх моделей різні рівні видобутку підземних вод.

Це наблизило їх до спостережуваного руху, але модель стала збігатися лише тоді, коли вони використали оцінку 2150 гігатонн.

Ця оцінка забезпечила точний внесок видобутку підземних вод. Якщо не враховувати внесок підземних вод, модель відхилялася на 78,48 сантиметрів.

Між 1993 і 2010 роками видобуток підземних вод зсував полюси Землі зі швидкістю 4,36 сантиметра на рік. (Ймовірно, він продовжує впливати і зараз, але робота команди ґрунтується лише на даних до 2010 року).

“Я дуже радий, що знайшов непояснену причину дрейфу полюса обертання, – каже Со. “З іншого боку, як житель Землі і батько, я стурбований і здивований тим, що викачування підземних вод є ще одним джерелом підвищення рівня моря”.

Втім, результати дослідження можуть допомогти пом’якшити подальший рух полярних полюсів. Найбільший ефект відчувається, коли підземні води видобуваються з середніх широт. Дослідники виявили, що більша частина видобутку підземних вод між 1993 і 2010 роками відбувалася в середніх широтах, переважно в Північній Америці і на півночі Індії.

Якби ці регіони доклали спільних зусиль для обмеження темпів видобутку підземних вод, це могло б допомогти сповільнити рух полярних льодовиків і підвищення рівня моря. Однак такі зусилля мали б тривати протягом тривалого періоду, щонайменше десятиліть, кажуть дослідники.

Але робота над пом’якшенням антропогенного впливу на клімат – це довга гра. Чим раніше її розпочати, тим краще.

“Спостереження за змінами в полюсі обертання Землі корисне для розуміння змін у запасах води в масштабах континенту”, – каже Со.

“Дані про рух полярних полюсів доступні ще з кінця 19 століття. Отже, ми можемо потенційно використовувати ці дані для розуміння змін у запасах води на континенті за останні 100 років. Чи відбулися зміни гідрологічного режиму внаслідок потепління клімату? Полярний рух може дати відповідь на це питання”.

Дослідження було опубліковане в журналі Geophysical Research Letters .