Nadmierne zużycie wód podziemnych wpływa na całą planetę. Naukowcy oszacowali, że w latach 1993-2010 ludzkość wypompowała tak dużo wody spod powierzchni Ziemi, że spowodowało to odchylenie osi obrotu planety i przesunięcie biegunów o blisko 80 centymetrów.
Według nowego badania opublikowanego w „Geophysical Research Letters” (DOI: 10.1029/2023GL103509) tylko w latach 1993-2010 ludzie wypompowali tak dużą masę wód podziemnych, że Ziemia przechyliła się o prawie 80 centymetrów na wschód.
Nachylenie osi, wokół której obraca się dowolny obiekt niebieski, jest zwykle stabilne. Ale małe zmiany mogą wystąpić, gdy wewnątrz planety lub na jej powierzchni duże masy zmieniają położenie. - Każda masa poruszająca się po powierzchni Ziemi może zmienić oś obrotu – mówi Ki-Weon Seo, geofizyk z Seoul National University.
Dotyczy to także wody. Zmiany w jej dystrybucji mogą powodować mniejsze, ale nadal mierzalne zmiany nachylenia osi Ziemi. Do niedawna naukowcy sądzili, że tego typu efekty będą spowodowane głównie topnieniem lodowców i czap lodowych. Ale kiedy Seo i jego współpracownicy próbowali modelować zawartość wody na Ziemi, aby uwzględnić stopień przechylenia osi, nie byli w stanie w pełni wyjaśnić danych. Dlatego zwrócili uwagę na wody znajdujące się pod powierzchnią.
Podczas modelowania z uwzględnieniem podpowierzchniowych zasobów wody dane zaczęły pasować do obserwowanego dryfu biegunów dopiero wtedy, gdy naukowcy uwzględnili zmianę położenia 2150 gigaton (2 biliony 150 miliardów ton) wód podziemnych. Zmiana rozkładu masy na planecie zmieniała się na skutek wypompowania tej masy spod Ziemi. To z kolei spowodowało przesuwanie się osi Ziemi, a z nią także i biegunów.
Ziemie obraca się wokół własnej osi z zachodu na wschód. Oś ziemska, czyli prosta będąca osią obrotu własnego Ziemi, wyznacza bieguny geograficzne planety. Oś ta odchylona jest od pionu o około 23 stopnie, stąd mamy chociażby pory roku. Naukowcy ustalili, ze nadmierne wykorzystanie zbiorników wód podziemnych przez ludzi zmieniło globalne rozmieszczenie mas wody tak bardzo, że biegun północny dryfował o 4,36 cm na rok, co w całym badanym okresie dało w sumie o 78,48 centymetrów. O tyle odchyliła się oś obrotu Ziemi w wyniku działalności człowieka.
Badania te opierają się na danych z eksperymentu Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) prowadzonego przez amerykańsko-niemieckiej zespół badaczy. Dzięki nim zmierzono wyczerpywanie się podziemnych zbiorników wody, które jest w dużej mierze spowodowane przez nawadnianie, zwłaszcza w północno-zachodnich Indiach i zachodniej części Ameryki Północnej. Woda ta jest początkowo wykorzystywana głównie w lokalnym rolnictwie lub przemyśle, ale po wydobyciu na powierzchnię duża jej część odparowuje lub wpływa do rzek, zwykle trafiając do oceanów.
Rozmieszczenie wód podziemnych ma znaczenie dla tego, jak bardzo może zmienić położenie biegunów, a redystrybucja wody ze średnich szerokości geograficznych ma znacznie większy wpływ. W okresie badań najwięcej wody zostało wydobyte i ponownie rozprowadzone w zachodniej Ameryce Północnej i północno-zachodnich Indiach, w obu przypadkach na średnich szerokościach geograficznych.
Jak wskazali badacze, można spróbować spowolnić tempo wyczerpywania się wód podziemnych, co może z kolei zmienić tempo dryfu biegunów, ale tylko wtedy, gdy takie podejście będzie utrzymywane przez dziesięciolecia. Biegun zwykle wędruje o kilka metrów w ciągu roku, więc zmiany spowodowane pompowaniem wód podziemnych nie wiążą się z ryzykiem przesunięcia pór roku. Ale w geologicznej skali czasu może mieć to wpływ na klimat.
Źródło: American Geophysical Union, fot. Seo et al., Geophysical Research Letters 2023
