Klimatické zmeny vychyľujú zemskú os
Marcel Škreka - 2016-05-03

Zemská os neustále nepravidelne kolíše. Počas väčšiny 20. storočia (zelená šípka) smerovala k Amerike, no okolo roku 2000 sa začala posúvať na východ a teraz smeruje k Britským ostrovom rýchlosťou takmer 17cm za rok. Kredit: NASA/JPL-Caltech

Satelitné údaje o pohyboch v hydrosfére pomohli vedcom vyriešiť dve záhady kolísania zemskej rotačnej osi. Jednu novú a druhú viac ako storočie starú. Tento výskum zlepší naše poznatky o klíme v minulosti, aj budúcnosti.

Hoci povrch Zeme rotuje okolo svojej osi plynule, Zem ako celé teleso vykonáva drobné výkyvy. Rotačná os sa pomaly posúva okolo pólov. Od začiatku pozorovaní dosiahla maximálna výchylka 12m. Takéto pohyby neovplyvnia náš každodenný život, no musia byť zobraté do úvahy napr. pri určovaní polohy družicami GPS.

Vedci skúmali, ako k týmto výchylkám prispievajú pohyby v hydrosfére. Predchádzajúce výskumy zistili mnoho spojitostí medzi dejmi na zemskom povrchu, alebo v jej vnútri a zmenami v jej rotácii. Napríklad zemský plášť sa stále “spamätáva“ zo straty ľadovej pokrývky v Severnej Amerike po poslednej dobe ľadovej a menej hmoty pod týmto kontinentom posúva rotačnú os smerom ku Kanade rýchlosťou niekoľko cm ročne. Iné pohyby však stále ostávajú záhadou.

Okolo roku 2000 sa začala zemská os pohybovať prudko na východ a momentálne sa pohybuje takmer dvojnásobnou rýchlosťou ako predtým - 17cm za rok smerom už nie k Hudsonovmu zálivu, ale k Britským ostrovom.

Vedci z JPL predpokladali, že východný pohyb rotačnej osi môže spôsobovať úbytok hmoty z rýchlo sa topiacich ľadovcov v Grónsku a Antarktíde. Vyplývalo to z pozorovaní satelitov GRACE, ktoré sledujú mesačné zmeny v rozložení hmoty na celej Zemi. Tieto zmeny sú z väčšej časti spôsobené pohybmi vody - bežnými procesmi ako napr. rastom snehovej pokrývky, alebo čerpaním podzemnej vody. Vypočítali, koľko hmoty sa podieľalo na cirkulácii vody medzi pevninou a oceánmi v rokoch 2003 až 2015 a ako ovplyvnili posun osi.


earth_20160408b.jpg


Pred rokom 2000 sa zemská os posúvala ku Kanade (ľavý obrázok. zelená šípka). Vedci z JPL vypočítali vplyv zmien vodnej masy v rôznych oblastiach (stredný obrázok), ktoré spôsobili zmenu pohybu osi na východ (pravý obrázok). Kredit: NASA/JPL-Caltech


Ukázalo sa, že tieto zmeny nestačia na tak veľkú zmenu ako pozorujeme, hoci oba spôsobujú posun rotačnej osi východným smerom. Odpoveď našli v úbytku vody v Eurázii, najmä v Indii a Kaspickom mori, no táto zmena nebola až taká veľká ako v ľadovcoch.

To, prečo menší úbytok hmoty spôsobil väčšiu zmenu, je v polohe konkrétnych oblastí v blízkosti 45° zemepisnej šírky. Pôsobenie na rotačnú os je tu omnoho výraznejšie, lebo sú od nej viac vzdialené ako ľadovce v Grónsku a Antarktíde.

Popri riešení tejto záhady prišli vedci neočakávane so sľubným riešením iného starého problému. Vychyľovanie zemskej osi plietlo vedcom hlavy od začiatku pozorovaní v roku 1899. Každých 6 až 14 rokov sa os vychyľovala od 0,5 do 1,5m aj východne, aj západne od hlavného smeru posunu. Napriek nesmiernej snahe sa vedcom tieto oscilácie nedarilo vysvetliť.

Vedci zistili prekvapivú podobnosť medzi údajmi z družíc GRACE a východo-západným pohybom zemskej osi. Ukázalo sa, že na tieto výchylky nevplývajú zmeny v polárnych ľadovcoch, ale zmeny vodnej masy na pevnine. Suché roky v Eurázii korešpondujú s posunom osi východným smerom, vlhké zasa so západným.


earth_20160408c.jpgSúvis medzi zásobami vody na súši a východným pohybom Zemskej rotačnej osi. Úbytok vody v Eurázii korešponduje s východným posunom osi (hore), prírastok vody v Eurázii zasa so západným pohybom osi (dole). Kredit: NASA/JPL-Caltech


Keď boli údaje s GRACE z rokov 2002 až 2015 zahrnuté do výpočtov polohy pólov, získaný výsledok súhlasil s východo-západným kolísaním rotačnej osi. Vyplýva z toho, že 115 rokov trvajúce záznamy východo-západného kolísania osi môžu byť využité ako záznamy zmien zásob vody na pevnine. Povedia nám mnoho o zmenách klímy v minulosti, teda o tom kedy a kde sa striedali suché a vlhké obdobia.