Człowiek przestawił Ziemię. Budowa tam przesunęła bieguny o ponad metr

Ziemia nie jest statyczną kulą. Jej powierzchnia, czyli zewnętrzna warstwa skalna, unosi się na plastycznej, gorącej magmie. W efekcie jakiekolwiek zmiany rozmieszczenia masy, np. topnienia lodowców czy budowa wielkich zapór, mogą powodować przesunięcia tej skorupy względem osi obrotu planety. W skali globalnej zjawisko to znane jest jako „wędrówki biegunów”, czyli stopniowe zmienianie położenia biegunów geograficznych na powierzchni Ziemi.

Według nowego badania opublikowanego w czasopiśmie „Geophysical Research Letters” właśnie tak się stało, i to za sprawą człowieka. Zespół naukowców kierowany przez Natashę Valencic z Uniwersytetu Harvarda ustalił, że budowa prawie 7 tysięcy tam na całym świecie w latach 1835-2011 przesunęła bieguny o około 113 centymetrów. Równocześnie spowodowało to globalny spadek poziomu mórz o 21 milimetrów.

„Gdy zatrzymujemy wodę za zaporami, nie tylko usuwamy ją z oceanów, co prowadzi do spadku poziomu morza, ale też zmieniamy sposób, w jaki masa jest rozmieszczona na powierzchni planety” wyjaśnia Natasha Valencic, doktorantka nauk o Ziemi i planetach na Harvardzie.

Zespół badawczy stworzył bazę danych obejmującą 6862 zapory wodne zbudowane od XIX wieku do początku XXI wieku. Następnie obliczył, jak ich lokalizacja i objętość zatrzymywanej wody wpływały na pozycję osi obrotu planety.

Wyniki wskazują na dwa główne okresy przesunięć. W latach 1835-1954 intensywny rozwój hydrotechniczny w Ameryce Północnej i Europie spowodował przesunięcie bieguna północnego o 20,5 cm w stronę 103. południka wschodniego, obszaru obejmującego Rosję, Mongolię i Chiny.

Z kolei w okresie 1954-2011, kiedy powstawały wielkie tamy w Azji i Afryce Wschodniej, biegun przemieścił się o kolejne 57 cm w kierunku 117. południka zachodniego, czyli nad obszar Pacyfiku i zachodnią część Ameryki Północnej.

W sumie, jak wyliczają autorzy badania, aż 92 proc. całego przesunięcia biegunów miało miejsce w XX wieku – czyli w czasie największego rozwoju infrastruktury hydrotechnicznej.

Tama jak kawałek gliny na piłce

Naukowcy porównują efekt do wrzucenia kawałka gliny na wirującą piłkę: zwiększenie masy po jednej stronie powoduje przesunięcie środka ciężkości i lekkie wychylenie. W skali Ziemi oznacza to, że regiony znajdujące się nad biegunem geograficznym zmieniają się z czasem, nawet jeśli oś obrotu planety względem gwiazd pozostaje niezmienna.

Nie oznacza to jednak żadnych katastroficznych konsekwencji. Jak podkreśla Valencic, „nie wpadniemy w nową epokę lodowcową tylko dlatego, że biegun przesunął się o metr”, ale badania mają praktyczne konsekwencje – szczególnie w kontekście przyszłych zmian poziomu mórz.

Zatrzymana woda, zatrzymany wzrost

Jednym z najciekawszych wniosków jest to, że budowa zapór zmniejszyła średni wzrost poziomu mórz w XX wieku. Szacuje się, że oceany podnosiły się wówczas średnio o 1,2 mm rocznie. Jednak około jedna czwarta tej wartości została „zatrzymana” w sztucznych zbiornikach wodnych.

Mowa tu o ogromnej ilości wody, która wystarczyłaby do dwukrotnego wypełnienia Wielkiego Kanionu Kolorado. Jednocześnie wpływ ten jest nierównomierny i zależy od lokalizacji zapór i rozkładu masy względem oceanów. Oznacza to, że geometria wzrostu poziomu mórz również się zmienia, a to ma znaczenie dla modeli predykcyjnych wykorzystywanych w planowaniu nadbrzeżnej infrastruktury.

Choć przesunięcie biegunów o kilkadziesiąt centymetrów nie robi większego wrażenia na przeciętnym obserwatorze, dla geofizyków i klimatologów to istotna informacja. Pokazuje bowiem, jak wrażliwa jest planeta na zmiany w rozmieszczeniu masy, i że działalność człowieka może wpływać na fundamentalne cechy jej dynamiki.

Zdaniem autorów badania nowy model przesunięć biegunów może posłużyć także do lepszego zrozumienia skutków przyszłego topnienia lodowców i pokryw lodowych, a więc najbardziej niepokojącego ze scenariuszy związanych ze zmianą klimatu.