Προβληματισμένοι οι επιστήμονες: H Γη αλλάζει σχήμα ταχύτερα από ό,τι υπολόγιζαν

Νέα επιστημονική μελέτη δείχνει ότι η στερεή Γη υφίσταται μια μικρή αλλά μετρήσιμη παγκόσμια παραμόρφωση, με τις πολικές περιοχές να ανυψώνονται και τμήματα σε χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη να υποχωρούν.

Μάλιστα, σύμφωνα με την έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Journal of Geophysical Research: Solid Earth, η διαδικασία αυτή επιταχύνθηκε σημαντικά από το 1997 έως το 2015. Πίσω από τις αλλαγές βρίσκονται, μεταξύ άλλων, η απώλεια πάγου, η μετακίνηση νερού στους ωκεανούς και οι μεταβολές στην κατανομή της μάζας και της βαρύτητας του πλανήτη.

Οι πόλοι ανυψώνονται όλο και ταχύτερα

Παρότι από το Διάστημα η Γη μοιάζει σχεδόν τέλεια σφαιρική, η περιστροφή της δημιουργεί μια μικρή διόγκωση στην περιοχή του Ισημερινού και μια σχετική επιπέδωση στους πόλους.

Αυτή τη λεπτή γεωμετρική διαφορά μπορούν πλέον να παρακολουθούν με μεγάλη ακρίβεια οι επιστήμονες, χάρη στα σύγχρονα γεωδαιτικά συστήματα.

Ο γεωλόγος Κρίστοφερ Κοτσάκης, από το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, μελέτησε τις κατακόρυφες μετακινήσεις της επιφάνειας της Γης χρησιμοποιώντας δεδομένα από ένα παγκόσμιο δίκτυο σταθμών GNSS.

Τα στοιχεία κάλυπταν την περίοδο από το 1997 έως το 2015 και αποκάλυψαν ένα μοτίβο που δεν περιορίζεται σε συγκεκριμένες περιοχές, αλλά εμφανίζεται σε παγκόσμια κλίμακα.

Στα τέλη της δεκαετίας του 1990, οι πολικές περιοχές ανυψώνονταν κατά περίπου 0,5 χιλιοστά τον χρόνο. Μέχρι το 2015, ο ρυθμός είχε αυξηθεί περίπου στο 1 χιλιοστό ετησίως.

Την ίδια στιγμή, σε χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη, κοντά στον Ισημερινό, καταγραφόταν καθοδική κίνηση της στερεής επιφάνειας, η οποία επίσης παρουσίασε επιτάχυνση.

Όπως σημειώνει ο Κοτσάκης, η επιτάχυνση της πολικής ανύψωσης συνοδεύεται από αντίστοιχη αύξηση της καθίζησης στις περιοχές γύρω από τον Ισημερινό.

Το αποτέλεσμα είναι μια ανεπαίσθητη αλλά πραγματική μεταβολή στη γεωμετρία της στερεής Γης: ο πλανήτης γίνεται ελαφρώς λιγότερο πεπλατυσμένος.

Τι ρόλο παίζει το λιώσιμο των πάγων

Για να γίνει κατανοητό το φαινόμενο, οι επιστήμονες εξετάζουν τον τρόπο με τον οποίο η Γη αντιδρά στις αλλαγές των φορτίων που δέχεται στην επιφάνειά της.

Μεγάλοι όγκοι πάγου λειτουργούν σαν τεράστια βάρη που πιέζουν τον φλοιό. Όταν η μάζα αυτή μειώνεται, το έδαφος μπορεί σταδιακά να ανυψωθεί.

Το φαινόμενο είναι γνωστό ως παγετωνική ισοστατική προσαρμογή και αποτελεί μια διαδικασία που συνεχίζεται ακόμη και σήμερα, χιλιάδες χρόνια μετά το τέλος της τελευταίας παγετώδους περιόδου.

Στη σύγχρονη εποχή, η απώλεια πάγου από τη Γροιλανδία και την Ανταρκτική προσθέτει έναν ακόμη παράγοντα στην εξίσωση.

Καθώς οι πάγοι λιώνουν, μειώνεται το βάρος που ασκείται στις πολικές περιοχές και το έδαφος μπορεί να κινηθεί προς τα πάνω. Το νερό, όμως, δεν χάνεται. Καταλήγει στους ωκεανούς, μεταφέροντας τη μάζα σε διαφορετικά σημεία του πλανήτη.

Έτσι, την ίδια στιγμή που ο φλοιός στις περιοχές από τις οποίες απομακρύνεται ο πάγος αποφορτίζεται, ο πυθμένας των ωκεανών δέχεται επιπλέον φορτίο.

Η Γη μπορεί να γίνεται «πιο στρογγυλή» και ταυτόχρονα πιο πεπλατυσμένη

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η σύγκριση των μεταβολών της στερεής Γης με το λεγόμενο γεωειδές.

Το γεωειδές αποτελεί μια βαρυτική επιφάνεια που σχετίζεται με τον τρόπο κατανομής της μάζας στον πλανήτη και δεν ταυτίζεται με το πραγματικό περίγραμμα της στερεής Γης.

Εδώ προκύπτει ένα φαινομενικά παράδοξο αποτέλεσμα.

Οι μετρήσεις GNSS δείχνουν ότι οι πόλοι ανυψώνονται και οι περιοχές κοντά στον Ισημερινό υποχωρούν. Αυτό οδηγεί σε μια στερεή Γη που γίνεται ελαφρώς λιγότερο πεπλατυσμένη.

Την ίδια ώρα, όμως, η ανακατανομή της μάζας λόγω του λιώσιμου των πάγων και της μεταφοράς νερού στους ωκεανούς μπορεί να μεταβάλλει το γεωειδές προς την αντίθετη κατεύθυνση, αυξάνοντας την επιπέδωσή του.

Δεν πρόκειται για πραγματική αντίφαση. Οι δύο μετρήσεις αφορούν διαφορετικές ιδιότητες του πλανήτη: η μία περιγράφει τη φυσική κίνηση της επιφάνειας και η άλλη τον τρόπο με τον οποίο κατανέμεται η μάζα και επηρεάζει το βαρυτικό πεδίο.

Ένας πλανήτης που μεταβάλλεται διαρκώς

Το κρίσιμο στοιχείο είναι η μετακίνηση της μάζας.

Όταν ένας τεράστιος όγκος πάγου λιώνει σε μια πολική περιοχή, το έδαφος που βρισκόταν κάτω από αυτόν απαλλάσσεται από ένα σημαντικό φορτίο. Το νερό μεταφέρεται στη συνέχεια στους ωκεανούς, μεταβάλλοντας τόσο την πίεση στη στερεή Γη όσο και το βαρυτικό πεδίο.

Οι δύο διαδικασίες μπορούν επομένως να εξελίσσονται με διαφορετικό τρόπο, χωρίς να υπάρχει φυσική αντίφαση.

Οι σταθμοί GNSS καταγράφουν αυτές τις εξαιρετικά μικρές μετακινήσεις της επιφάνειας, επιτρέποντας στους επιστήμονες να παρακολουθούν αλλαγές που είναι αδύνατο να γίνουν αντιληπτές με γυμνό μάτι.

Σε σχέση με το τεράστιο μέγεθος της Γης, οι μετακινήσεις αυτές είναι ελάχιστες. Μιλάμε για κλάσματα του χιλιοστού έως περίπου ένα χιλιοστό τον χρόνο.

Ωστόσο, η σύγχρονη γεωδαισία έχει πλέον την ακρίβεια να καταγράφει αυτές τις μεταβολές και να τις χρησιμοποιεί ως «αποτύπωμα» των αλλαγών που συμβαίνουν στον πλανήτη.