يؤدي فقدان المياه في الأرض بسبب ذوبان الجليد والعوامل التي من صنع الإنسان إلى تغيير حركة القطبين الشمالي والجنوبي.

ربما تسبب ذوبان النهر الجليدي بسبب الاحتباس الحراري في حدوث تغيير في حركة القطبين في التسعينيات.

مواقع القطبين الشمالي والجنوبي ليست ثابتة ولا تتغير على كوكبنا. يدور محور الأرض بسبب العمليات التي لا يفهمها العلماء تمامًا – أو بشكل أكثر تحديدًا يتحرك السطح المكشوف للخط غير المرئي دائمًا. إن الطريقة التي يتم بها توزيع الماء على سطح الأرض هي العامل الذي يؤدي إلى الانزلاق.

أعادت ذوبان الأنهار الجليدية توزيع كمية كافية من المياه لتحويل وتسريع اتجاه الموجات القطبية باتجاه الشرق في منتصف التسعينيات ، وفقًا لدراسة جديدة رسائل البحوث الجيوفيزيائية، مجلة AGU للتقارير عالية التأثير ، ذات التنسيق القصير مع مجموعة واسعة من التأثيرات الفورية عبر جميع علوم الأرض والفضاء.

قال شانشان دينغ ، الباحث في معهد أبحاث الموارد الجيولوجية والطبيعية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم ، “كان الذوبان السريع للجليد في ظل الاحتباس الحراري مسؤولاً إلى حد كبير عن انعكاس الانزلاق القطبي في التسعينيات”. جامعة الأكاديمية الصينية للعلوم وأستاذ الدراسات الجديدة.

يوضح فنسنت همفري ، عالم المناخ بجامعة زيورخ ، والذي لم يشارك في البحث. إذا تم تحريك وزن سطح ما ، فسيبدأ السطح الدوار في الميل والتحرك مع تغير محور الدوران. يحدث نفس الشيء للأرض حيث ينتقل الوزن من جزء إلى آخر.

تسارع ذوبان الأنهار الجليدية في ألاسكا وجرينلاند وجنوب الأنديز وأنتاركتيكا والقوقاز والشرق الأوسط في منتصف التسعينيات ، ليصبح المحرك الرئيسي الذي دفع قطبي الأرض إلى انزلاق مفاجئ وسريع بمقدار 26 درجة شرقا بمعدل قدره 26 درجة شرقا. 3.28 ملم. (0.129 بوصة) في السنة. تُظهر كثافة اللون على الخريطة أن التغيرات في المياه المخزنة في الأرض (معظمها من الجليد) لها تأثير قوي على حركة القطبين من أبريل 2004 إلى يونيو 2020. ترسم الخرائط الداخلية التغير في كتلة الأنهار الجليدية (السوداء) والتغير المحسوب في المناطق ذات التأثير الأكبر على المياه الأرضية (الزرقاء). الائتمان: Deng et al. (2021) رسائل البحوث الجيوفيزيائية / AGU

تمكن الباحثون من تحديد أسباب الانزلاق القطبي منذ عام 2002 ، بناءً على بيانات من اختبار استعادة الجاذبية والمناخ (GRACE) ، وهو جهد تعاوني. ناسا وانطلق مركز الفضاء الألماني في ذلك العام بقمرين صناعيين وبعثة متابعة في عام 2018. جمع هذا العمل معلومات حول كيفية توزيع الكتلة حول الكوكب عن طريق قياس التغيرات العشوائية في قوة الجاذبية في نقاط مختلفة.

كشفت الدراسات السابقة المنشورة في بيانات GRACE Mission بعض أسباب التغييرات اللاحقة في الاتجاه. على سبيل المثال ، حددت الأبحاث أن التحركات الأخيرة في القطب الشمالي قد ابتعدت عن كندا نحو روسيا عوامل مثل الحديد المنصهر في اللب الخارجي للأرض. تسمى التغييرات الأخرى جزئيًا تغيير تخزين المياه الجوفية ، حيث تُفقد جميع المياه الموجودة في الأرض ، بما في ذلك المياه المجمدة في الأنهار الجليدية والمياه الجوفية المخزنة تحت قاراتنا ، من خلال الذوبان وضخ المياه الجوفية.

يعتقد مؤلفو الدراسة الجديدة أن فقدان المياه للأرض قد ساهم في حدوث تغييرات في الشرائح القطبية على مدار العقدين الماضيين من خلال تغيير طريقة توزيعها على نطاق واسع حول العالم. على وجه الخصوص ، أرادوا معرفة ما إذا كان يمكن أن يفسر التغييرات التي حدثت في منتصف التسعينيات.

في عام 1995 ، تحول اتجاه الانزلاق القطبي من الجنوب إلى الشرق. من عام 1995 إلى عام 2020 ، زاد متوسط ​​سرعة الشريحة 17 مرة تقريبًا من متوسط ​​السرعة المسجلة من 1981 إلى 1995.

التغييرات في الموقع الجغرافي للقطبين الشمالي والجنوبي للأرض تسمى الشرائح القطبية أو الموجات القطبية الحقيقية. الائتمان: NASA / JBL-Caltech

وجد الباحثون الآن طريقة للتحرك للخلف باستخدام تحليل الملاحظة القطبية الحديثة لمعرفة سبب حدوث هذا الانزلاق. يقدر بحث جديد إجمالي فقد المياه الجوفية قبل أن يبدأ GRACE العمل في التسعينيات.

وقالت سوكشيا ليو ، عالمة الهيدرولوجيا في الأكاديمية الصينية للعلوم ، وجامعة الأكاديمية الصينية للعلوم ومعهد البحوث الجيولوجية والموارد الطبيعية المرتبط: “هذه النتائج تقدم دليلًا على دراسة الحركة القطبية السابقة المدفوعة بالمناخ”. مؤلف الدراسة الجديدة. “الهدف من هذا المشروع ، الذي تموله وزارة العلوم والتكنولوجيا الصينية ، هو استكشاف العلاقة بين الماء والحركة القطبية.”

فقدان الماء والانزلاق القطبي

باستخدام بيانات من فقدان الأنهار الجليدية وتقديرات ضخ المياه الجوفية ، قام ليو وزملاؤه بحساب كيفية تغير المياه المخزنة في الأرض. تم العثور على مساهمات فقدان المياه من المناطق القطبية لتكون المحرك الرئيسي للشرائح القطبية ، في حين أن هناك مساهمات من فقدان المياه في المناطق غير القطبية. كل هذا الفقد المائي يفسر معًا التحول نحو الشرق في الشريحة القطبية.

قال همفري: “أعتقد أنه يوفر مصدرًا مثيرًا للاهتمام لهذا السؤال”. “يخبرك بمدى قوة هذا التغيير الشامل – إنه كبير بما يكفي لتغيير محور الأرض.”

قال همفري إن التغيير في محور الأرض لم يكن كبيرًا بما يكفي للتأثير على الحياة اليومية. هذا يمكن أن يغير طول اليوم الذي نختبره ، ولكن فقط بالمللي ثانية.

وقال دنغ إن التغيير لا يمكن تفسيره بالكامل بالذوبان السريع للجليد. على الرغم من أنهم لم يحللوا هذا على وجه التحديد ، فقد توقع أنه قد يكون بسبب الأنشطة المتعلقة بتخزين المياه الجوفية في المناطق غير القطبية ، مثل ضخ المياه الجوفية المستدام للزراعة.

قال همفري إن الأدلة تؤكد التأثير المباشر للنشاط البشري على التغيرات في كتلة المياه في الأرض. كشف تحليلهم عن تغيرات كبيرة في الكتلة المائية في مناطق مثل كاليفورنيا وشمال تكساس والمنطقة المحيطة ببكين وشمال الهند – على سبيل المثال ، جميع المناطق التي تصرف كميات كبيرة من المياه الجوفية للاستخدام الزراعي.

قال همفري: “إن مساهمة المياه الجوفية مهمة أيضًا”. “هنا لديك مشكلة إدارة المياه المحلية ، والتي يتم تناولها من خلال هذا النوع من التحليل.”

قال ليو إن البحث كان له تأثير كبير على فهمنا للحفاظ على المياه الجوفية قبل القرن العشرين^العاشر مئة عام. يمتلك الباحثون 176 عامًا من البيانات حول الشرائح القطبية. باستخدام بعض الأساليب التي أبرزتها هي وزملاؤها ، يمكنها استخدام هذه التغييرات في الاتجاه والسرعة لتقدير كمية المياه الجوفية المفقودة على مر السنين.

ملاحظات. دينغ ، س. ليو ، إكس. مو ، ل. جيانغ وب. Boer – Godwin ، 22 مارس 2021 ، “الانزلاق القطبي في التسعينيات” كما أوضحته التغيرات في تخزين مياه التضاريس.
دوى: 10.1029 / 2020GL092114