Σύνοψη
- Η Γη γίνεται ταυτόχρονα λιγότερο πεπλατυσμένη στον στερεό φλοιό της και περισσότερο πεπλατυσμένη στο βαρυτικό της πεδίο (γεωειδές).
- Η μελέτη βασίζεται σε πολυετή ανάλυση του ερευνητή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ), Χριστόφορου Κοτσάκη, με τη χρήση δορυφορικών δεδομένων GNSS από το 1997 έως το 2015.
- Οι πόλοι της Γης ανυψώνονται πλέον με ρυθμό 1 χιλιοστού ανά έτος, διπλάσιο σε σχέση με τις μετρήσεις του 1997, λόγω της ταχύτατης τήξης των παγετώνων.
- Το νερό από τους πάγους που λιώνουν μετατοπίζεται προς τον ισημερινό, αυξάνοντας τη μάζα στους ωκεανούς και πιέζοντας τον φλοιό προς τα κάτω, επιβεβαιώνοντας τη δραματική εξέλιξη της κλιματικής αλλαγής.
Για αιώνες η επιστημονική κοινότητα και η κοινή γνώμη αντιλαμβάνονταν το σχήμα του πλανήτη μας μέσα από απλουστευμένα γεωμετρικά μοντέλα, με τον Ισαάκ Νεύτωνα να αποδεικνύει πρώτος ότι η φυγόκεντρος δύναμη της περιστροφής μετατρέπει τη Γη σε ένα πεπλατυσμένο σφαιροειδές που εξογκώνεται στον ισημερινό και ισιώνει στους πόλους. Τα τελευταία χρόνια, ωστόσο, η πρόοδος της δορυφορικής γεωδαισίας αποκαλύπτει μια εντελώς διαφορετική, εξαιρετικά δυναμική πραγματικότητα όπου ο πλανήτης αντιδρά άμεσα και μετρήσιμα στις περιβαλλοντικές μεταβολές.
Μια νέα, εξαιρετικά ενδιαφέρουσα μελέτη με ελληνική υπογραφή έρχεται να αναδείξει ένα φαινομενικά ακατανόητο γεωφυσικό παράδοξο, αποδεικνύοντας ότι η Γη γίνεται ταυτόχρονα πιο στρογγυλή και λιγότερο στρογγυλή, ανάλογα με το ποιο σύστημα αναφοράς χρησιμοποιούμε για να τη μετρήσουμε.
Η έρευνα, η οποία διεξήχθη από τον ερευνητή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ), Χριστόφορου Κοτσάκη, ρίχνει φως στις ανεπαίσθητες αλλά κρίσιμες μεταβολές του γήινου φλοιού. Βασιζόμενος σε έναν τεράστιο όγκο τηλεμετρικών δεδομένων υψηλής ακρίβειας, ο ερευνητής κατάφερε να αποτυπώσει τον τρόπο με τον οποίο η συνεχιζόμενη κλιματική αλλαγή και η υπερθέρμανση του πλανήτη αναδιαμορφώνουν όχι μόνο την επιφάνεια αλλά και το ίδιο το βαρυτικό αποτύπωμα του κόσμου μας.
Πώς η Γη αλλάζει σχήμα ταυτόχρονα σε δύο διαστάσεις
Ο στερεός φλοιός της Γης γίνεται ολοένα και πιο σφαιρικός (λιγότερο πεπλατυσμένος), καθώς τα δορυφορικά δεδομένα αποκαλύπτουν ανύψωση των πόλων με ρυθμό 1 mm/έτος και αντίστοιχη βύθιση του ισημερινού. Αντιθέτως, το γεωειδές (το μαθηματικό μοντέλο του βαρυτικού πεδίου του πλανήτη) γίνεται περισσότερο πεπλατυσμένο, λόγω της τεράστιας μετατόπισης μάζας υδάτων από τους πολικούς παγετώνες προς τα χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη.
Αυτή η φαινομενική αντίφαση εξηγείται πλήρως μέσα από τους νόμους της φυσικής και την έννοια της ισοστατικής αναπροσαρμογής, καθώς ο πλανήτης αποτελείται από έναν σχετικά ελαστικό εξωτερικό φλοιό που επιπλέει πάνω στον παχύρρευστο μανδύα. Όταν μιλάμε για το σχήμα της «στερεάς Γης», αναφερόμαστε στην ίδια τη βραχώδη λιθόσφαιρα, ενώ όταν αναφερόμαστε στο «γεωειδές», εξετάζουμε την ισοδυναμική επιφάνεια της βαρύτητας που αντιπροσωπεύει την κατανομή ολόκληρης της μάζας του πλανήτη, συμπεριλαμβανομένων των ωκεανών. Ο συνδυασμός αυτών των δύο μετρήσεων μας δίνει μια πρωτοφανή εικόνα της πλανητικής φυσιολογίας.
Η συμβολή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου και τα δορυφορικά δεδομένα
Η ικανότητα μας να καταγράφουμε τέτοιες μικροσκοπικές μεταβολές σε πλανητική κλίμακα οφείλεται αποκλειστικά στα παγκόσμια δορυφορικά συστήματα πλοήγησης (GNSS), τα οποία παρέχουν συντεταγμένες με ακρίβεια χιλιοστού. Η έρευνα του ΑΠΘ αξιοποίησε ένα παγκόσμιο δίκτυο σταθμών παρακολούθησης συγκεντρώνοντας και αναλύοντας δεδομένα από τη χρονική περίοδο μεταξύ 1997 και 2015. Μέσα από την ενδελεχή επεξεργασία αυτών των μετρήσεων εντοπίστηκε η κατακόρυφη κίνηση διάφορων τμημάτων του φλοιού με εντυπωσιακή λεπτομέρεια, απομονώνοντας τον θόρυβο των σεισμικών ή άλλων τοπικών γεωλογικών φαινομένων για να αποκαλυφθεί η συνολική παγκόσμια τάση.
Τα νούμερα που προέκυψαν είναι αποκαλυπτικά και καταδεικνύουν την ταχύτητα των αλλαγών. Στο διάστημα από το 1997 έως το 2000 οι πολικές περιοχές ανυψώνονταν με ρυθμό περίπου 0,5 χιλιοστών ετησίως. Φτάνοντας ωστόσο στο 2015 ο ρυθμός αυτός είχε διπλασιαστεί, αγγίζοντας το 1 χιλιοστό ανά έτος. Η διπλασιασμένη αυτή ταχύτητα ανύψωσης μέσα σε λιγότερο από δύο δεκαετίες αποτελεί τον πιο αδιάψευστο μάρτυρα της επιτάχυνσης των περιβαλλοντικών μεταβολών, προσφέροντας στην επιστημονική κοινότητα σκληρά δεδομένα για τη συμπεριφορά του λιθοσφαιρικού φλοιού κάτω από συνθήκες ακραίας θερμικής πίεσης.
Το φαινόμενο της ελαστικής αναπήδησης του φλοιού
Για να κατανοήσουμε τον μηχανισμό πίσω από αυτή την παραμόρφωση, αρκεί να φανταστούμε τη Γη σαν ένα ελαστικό στρώμα πάνω στο οποίο βρίσκεται τοποθετημένο ένα τεράστιο βάρος. Οι πολικοί παγετώνες, με πάχος που φτάνει τα αρκετά χιλιόμετρα, ασκούν ασύλληπτη πίεση στα υποκείμενα πετρώματα, συμπιέζοντας τον φλοιό προς τον μανδύα. Η δραματική αύξηση της μέσης παγκόσμιας θερμοκρασίας προκαλεί την ταχύτατη τήξη αυτών των τεράστιων όγκων πάγου, με αποτέλεσμα το τεράστιο βάρος να αφαιρείται απότομα από τις πολικές περιοχές. Απαλλαγμένος από αυτή την καταθλιπτική πίεση, ο βραχώδης φλοιός αντιδρά άμεσα και ελαστικά, αναπηδώντας προς τα πάνω σε μια διαδικασία που μοιάζει με την αποσυμπίεση ενός ελατηρίου.
Την ίδια στιγμή το νερό που προκύπτει από το λιώσιμο των πάγων δεν εξαφανίζεται, αλλά καταλήγει στους ωκεανούς και αναδιανέμεται σε ολόκληρη την υδρόγειο, συγκεντρωμένο σε μεγάλο βαθμό κοντά στις ισημερινές περιοχές λόγω της φυγόκεντρου δύναμης. Η προσθήκη αυτής της κολοσσιαίας υδάτινης μάζας σε χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη ασκεί νέα, πρόσθετη πίεση στον ωκεάνιο φλοιό γύρω από τον ισημερινό, αναγκάζοντας τον να βυθιστεί με αυξανόμενο ρυθμό. Το άθροισμα αυτών των δύο αντίρροπων κινήσεων (ανύψωση στους πόλους και βύθιση στον ισημερινό) καθιστά το στερεό σώμα της Γης λιγότερο πεπλατυσμένο, πλησιάζοντας περισσότερο στο σχήμα της τέλειας σφαίρας.
Ο γεωειδής χάρτης και η κατανομή της παγκόσμιας μάζας
Η πολυπλοκότητα του φαινομένου ολοκληρώνεται όταν εισάγουμε στην εξίσωση την έννοια του γεωειδούς. Το γεωειδές αντιπροσωπεύει τη θεμελιώδη μορφή του πλανήτη με βάση αποκλειστικά τη βαρύτητά του, αποτυπώνοντας την επιφάνεια όπου η βαρυτική έλξη είναι ίση παντού. Εφόσον τεράστιες ποσότητες μάζας με τη μορφή νερού μετακινούνται από τους πόλους προς τον ισημερινό, η συνολική κατανομή του βάρους του πλανήτη αλλάζει ριζικά. Η αυξημένη μάζα στην περιοχή του ισημερινού ενισχύει την τοπική βαρυτική έλξη, αναγκάζοντας το γεωειδές να «εξογκωθεί» περαιτέρω στη μέση.
Το τελικό αποτέλεσμα είναι η ταυτόχρονη παρατήρηση δύο αντίθετων γεωμετρικών μεταβολών, όπου τα στερεά πετρώματα τείνουν να σχηματίσουν μια πιο τέλεια σφαίρα, ενώ το πεδίο βαρύτητας που περιβάλλει τον πλανήτη συμπιέζεται και απλώνεται προς τα έξω. Η ακρίβεια των σημερινών εργαλείων μάς επιτρέπει να διαχωρίζουμε αυτές τις δύο έννοιες, αναδεικνύοντας τις δυνατότητες της σύγχρονης τεχνολογίας που θα φάνταζαν αδιανόητες για τους γεωφυσικούς των προηγούμενων δεκαετιών.
Τα ευρήματα της έρευνας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου λειτουργούν ως ένας εξαιρετικά ευαίσθητος συναγερμός για την κατάσταση του πλανήτη. Η παρακολούθηση της παραμόρφωσης του φλοιού δεν αφορά απλώς την ακαδημαϊκή περιέργεια γύρω από το σχήμα της Γης, αλλά αποτελεί έναν από τους πιο ακριβείς δείκτες για τη μέτρηση του ρυθμού με τον οποίο λιώνουν οι παγετώνες, επιτρέποντας στους επιστήμονες να βαθμονομήσουν καλύτερα τα μοντέλα πρόβλεψης για την άνοδο της στάθμης των θαλασσών στο άμεσο μέλλον.
Διαβάστε επίσης
