Содержание
Случаи смещения земной оси, причины и последствия
Землетрясение магнитудой 9, происшедшее в пятницу в Японии, привело к смещению оси вращения Земли почти на 10 сантиметров, сообщил Национальный институт геофизики и вулканологии Италии.
Собственная ось Земли (figure axis) — ось, вокруг которой Земля сбалансирована по массе. Смещение земной оси ведет к нарушению равновесия земного и звездного года и связано с изменением астрономических координат. Этот феномен, с одной стороны, вызван сильными землетрясениями, с другой стороны – может вести к дальнейшему учащению природных катаклизмов.
11 марта 2011 года землетрясение магнитудой 8,9 произошло в Японии. Его эпицентр находился в 373 километрах северо-восточнее Токио, а очаг залегал на глубине 24 километров.
Специалист Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА Ричард Гросс (Richard Gross) считает, что землетрясение могло привести к смещению оси Земли примерно на 15 сантиметров в сторону 139-го градуса восточной долготы.
Продолжительность дня должна сократиться на 1,6 микросекунды.
Специалисты Национального института геофизики и вулканологии Италии сообщили о том, что, по их расчетам, в результате землетрясения ось сместилась почти на 10 сантиметров.
27 февраля 2010 года землетрясение магнитудой 8,8 произошло в Чили. Исследователь лаборатории реактивного движения NASA Ричард Гросс предположил, что в результате подземных толчков, вращение Земли изменилось. Используя сложную модель, Гросс вместе с группой ученых рассчитал, что землетрясение могло сократить каждый земной день на 1,26 микросекунды. Кроме того, землетрясение отклонило ось вращения Земли на 2,7 мс (в проекции на поверхности около 8 см).
По данным лаборатории реактивного движения НАСА (США), в результате землетрясения протяженность суток сократилась на 6,8 микросекунд, а земная ось сместилась примерно на 7 сантиметров.
26 декабря 2004 г. около 04:00 мск в акватории Индийского океана близ северной части острова Суматра (Индонезия) Национальным центром сейсмологической информации США был зафиксирован подземный толчок силой 8,9 балла по шкале Рихтера.
Около 08:00 мск к северо-востоку от острова был зафиксирован еще один — силой 7,3 балла. Затем в течение часа была зафиксирована серия толчков силой около 6 баллов, направлявшихся волной от острова Суматра по направлению к Андаманским островам (Индия). Подземные толчки послужили причиной возникновения цунами, обрушившегося, в частности, на побережья Индии, Индонезии, Таиланда и Шри-Ланки.
Ряд российских ученых с сомнениями относятся к сообщениям о смещении оси Земли. Владимир Сурдин, старший научный сотрудник Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга считает, что «сама ось вращения Земли не может сместиться в результате землетрясения. Это просто невозможно. Для этого нужно мощное внешнее воздействие. Землетрясения – это внутреннее дело Земли. Из-за них может сместиться часть земного тела, земная кора. Земная поверхность «ходит» примерно на один метр в течение временного периода около 400 дней. Долгосрочные наблюдения показывают, что за 20 лет смещение земной коры может составлять около 15 метров.
Но в течение года — не более одного метра. Так что небольшие, например 10 сантиметров, смещения земной коры возможны».
По словам сотрудника лаборатории гравиметрии Государственного астрономического института имени Штернберга (ГАИШ) МГУ Леонида Зотова, теоретические смещения оси на 6-8 сантиметров предсказывались для многих крупных землетрясений, однако они не были подтверждены наблюдениями.
Зотов отмечает, что получить нужные для проверки расчетов наблюдения можно с помощью нескольких систем, в частности группировки спутников GPS, которая четыре раза в сутки определяет координаты географических полюсов Земли. Получить эти координаты в более высоком разрешении можно, но для этого нужно запустить программу обработки. Это, по выражению Зотова, «вещь нетривиальная». Существует также система радиотелескопов со сверхдлинной базой (РСДБ), которая дает координаты раз в сутки.
Леонид Зотов отмечает, что эти изменения пока не удавалось наблюдать, если удастся провести подобный мониторинг — «это будет большой прогресс».
Собственная ось Земли немного смещается и сама по себе, без каких-либо катастрофических событий, в результате медленных геологических процессов. Например, последний ледниковый период завершился около 11 тыс. лет назад, и огромные массы льда исчезли с поверхности материков и океанов. Это не только привело к перераспределению массы, но и «разгрузило» земную мантию, позволив ей принять форму, близкую к сферической. Процесс этот еще не завершен, и в результате него ось, на которой «балансирует» наша планета, естественным образом смещается примерно на 10 сантиметров в год.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
Невидимый сдвиг: как климатические изменения сместили земную ось
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Автор фото, Getty Images
Хотя увидеть, а тем более потереться спиной о земную ось, как это делали белые медведи в популярной песенке, невозможно, поскольку она воображаемая, тем не менее вычислить ее предполагаемое местонахождение легко: если бы она выходила на поверхность, то это было бы на Южном и Северном полюсах.
Известно и то, что ось эта может смещаться, что приводит к блужданию полюсов. Это случается, когда масса Земли перераспределяется в силу таких природных явлений, как изменения океанских течений или конвекция магмы в глубинах планеты.
Однако, как выяснили исследователи из Института географии и природных ресурсов Китайской академии наук, заметное смещение оси по сравнению с началом 1990-х годов впервые произошло в результате рукотворных климатических изменений, а точнее — массового таяния материковых ледников.
- Глобальное потепление: локдаун дал планете передышку, но не пошел на пользу
- Магнитный полюс Земли быстро движется в сторону России. Что происходит?
- Приговор ледникам: как исчезает ледяной покров Гренландии
Ученые обнаружили, что направление сдвига полюсов в 1995 году сменилось с южного на восточное, а скорость самого смещения оси в период между 1995 и 2020 годами увеличилась в 17 раз по сравнению с промежутком между 1981 и 1995 годом.
В общей же сложности с 1980 года полюса сместились на 4 метра.
Свои выводы ученые подкрепляют данными, полученными миссией НАСА GRACE по изучению гравитационного поля Земли и его изменений, связанных в том числе с процессами изменения климата.
«Чем быстрее таяли ледники в связи с глобальным потеплением, тем с большей вероятностью это влияло на смещение полюсов, — объясняет руководительница исследований Шаньшань Дэн в работе, опубликованной в издании Geophysical Research Letters. — Другими возможными причинами могут быть изменения объемов запасов воды в районах, где нет ледников, в результате климатических изменений и чрезмерного потребления грунтовых вод для полива и иной человеческой деятельности».
Действительно, подземные воды, которые выкачиваются для орошения полей и иных нужд, рано или поздно попадают в мировой океан, перераспределяя вес по поверхности Земли. За последние 50 лет, согласно подсчетам, человечество выкачало из подземных источников 18 триллионов тонн воды, ничем не возместив эту потерю в массе.
Угол смещения оси пока что столь мал, что это никак не сказывается на нашей повседневной жизни, разве что продолжительность дня изменится на какие-то миллисекунды, однако ускоряющееся таяние континентальных ледников вкупе с варварским использованием подземных вод повлияет на дальнейшее смещение масс, и к чему это может привести, никто пока не может с уверенностью сказать.
Vital Signs of the Planet
Наблюдаемое направление движения полюсов, показанное светло-голубой линией, по сравнению с суммой (розовая линия) влияния потери льда в Гренландии (синяя), послеледникового отскока (желтая) и глубокой мантийной конвекции (красный). Вклад мантийной конвекции весьма неопределенен. Предоставлено: NASA/JPL-Caltech
› Увеличенный вид
Примечание редактора: Текст в седьмом абзаце обновлен 8 сентября 2022 г.
Типичный настольный глобус представляет собой геометрическую сферу и плавно вращается при вращении. Наша реальная планета гораздо менее совершенна — как по форме, так и по вращению.
Земля не идеальная сфера. Когда он вращается вокруг своей оси вращения — воображаемой линии, проходящей через Северный и Южный полюса, — он дрейфует и колеблется. Эти движения оси вращения научно называются «полярным движением». Измерения для 20 -го -го века показывают, что ось вращения смещалась примерно на 4 дюйма (10 сантиметров) в год. В течение века это становится более 11 ярдов (10 метров).
Используя данные наблюдений и модельные данные, охватывающие весь 20 й век, ученые НАСА впервые определили три широко классифицированных процесса, ответственных за этот дрейф: современная потеря массы в основном в Гренландии, отскок ледников и конвекция мантии. .
«Традиционное объяснение заключается в том, что один процесс, отскок ледников, отвечает за это движение оси вращения Земли. Но в последнее время многие исследователи предположили, что другие процессы также могут оказывать на него потенциально большое влияние», — сказал первый автор Сурендра Адхикари.
в Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния. «Мы собрали модели набора процессов, которые, как считается, важны для управления движением оси вращения. курс 20 -й -й век — один из них».
В общем, перераспределение массы на Земле и внутри нее — например, изменения суши, ледяных щитов, океанов и течений мантии — влияет на вращение планеты. По мере повышения температуры в течение 20 В -м -м веке ледяная масса Гренландии уменьшилась. На самом деле, в общей сложности около 7500 гигатонн (вес более 20 миллионов Эмпайр-стейт-билдингов) льда Гренландии растаяли в океан за этот период времени. Это делает Гренландию одним из главные вкладчики массы переносятся в океаны, вызывая повышение уровня моря и, следовательно, дрейф оси вращения Земли.
В то время как таяние льда происходит и в других местах (например, в Антарктиде), расположение Гренландии делает его более значительным фактором движения полюсов.
«Существует геометрический эффект: если у вас есть масса, которая находится вне оси Северного полюса и не вблизи экватора, которым является Гренландия, или примерно в 45 градусах от Южного полюса (как ледники Патагонии), она будет иметь большее влияние на смещение оси вращения Земли, чем масса, которая находится прямо у полюса», — сказал соавтор Эрик Айвинс, также из Лаборатории реактивного движения.
Предыдущие исследования выявили, что отскок ледников является ключевым фактором долгосрочного движения полюсов. А что такое ледниковый отскок? Во время последнего ледникового периода тяжелые ледники вдавливали поверхность Земли так же, как матрас вдавливает, когда вы на нем сидите. Когда этот лед тает или удаляется, земля медленно возвращается в исходное положение. В новом исследовании, которое в значительной степени опиралось на статистический анализ такого отскока, ученые выяснили, что отскок ледников, вероятно, был ответственен только за треть дрейфа полярных полюсов в 20 9 г.0016-й век.
Авторы утверждают, что мантийная конвекция составляет последнюю треть. Мантийная конвекция отвечает за движение тектонических плит на поверхности Земли. Это в основном циркуляция материала в мантии, вызванная теплом от ядра Земли. Айвинс описывает это как кастрюлю с супом, поставленную на плиту. По мере того, как котел или мантия нагревается, кусочки супа начинают подниматься и опускаться, по существу образуя вертикальную схему циркуляции — точно так же, как камни движутся сквозь мантию Земли.
Выявив эти три основных фактора, ученые могут отличить массовые изменения и движение полюсов, вызванные долговременными земными процессами, над которыми мы мало контролируем, от тех, которые вызваны изменением климата. Теперь они знают, что если таяние льда в Гренландии ускорится, вероятно, ускорится и движение полюсов.
Статья в Earth and Planetary Science Letters называется «Что движет полярным движением в 20 веке?» Помимо JPL, соавторами являются Немецкий исследовательский центр наук о Земле, Потсдам; Университет Осло, Норвегия; Технический университет Дании, Конгенс Люнгбю; Геологическая служба Дании и Гренландии, Копенгаген, Дания; и Бременский университет, Германия.
Интерактивное моделирование того, как различные процессы влияют на колебания оси вращения Земли, доступно по адресу:
https://vesl.jpl.nasa.gov/sea-level/polar-motion/
Контакты для СМИ
Эсприт Смит
Лаборатория реактивного движения, Пасадена, Калифорния,
818. 354.4269
[email protected]
Исследование показывает, что климатический кризис сместил ось Земли | Климатический кризис
Массовое таяние ледников в результате глобального потепления вызвало заметное смещение оси вращения Земли с 19 века.90-х годов, как показали исследования. По словам ученых, это демонстрирует глубокое влияние человека на планету.
Географические северный и южный полюса планеты — это точки, в которых ее ось вращения пересекает поверхность, но они не являются фиксированными. Изменения в том, как масса Земли распределяется вокруг планеты, заставляют ось и, следовательно, полюса двигаться.
В прошлом только естественные факторы, такие как океанские течения и конвекция горячих пород в недрах Земли, способствовали дрейфу полюсов. Но новое исследование показывает, что с 19В 90-е годы потеря сотен миллиардов тонн льда в год в результате климатического кризиса заставила полюса двигаться в новых направлениях.
Ученые обнаружили, что в 1995 г. направление дрейфа полюсов сместилось с юга на восток и что средняя скорость дрейфа с 1995 по 2020 г. была в 17 раз выше, чем с 1981 по 1995 г.
С 1980 г. положение полюсов изменилось на расстоянии около 4 метров.
«Ускоренное уменьшение [запасов воды на суше] в результате таяния ледниковых льдов является основной причиной быстрого полярного дрейфа после 1990-х», — заключила команда под руководством Шаньшань Дэна из Института географических наук и исследования природных ресурсов Китайской академии наук.
Гравитационные данные со спутника Grace, запущенного в 2002 г., использовались для установления связи таяния ледников с движениями полюса в 2005 и 2012 гг. после увеличения потери льда. Но исследование Дэна открывает новые горизонты, расширяя связь до запуска спутника, показывая, что деятельность человека смещает полюса с 19 века.90-е, почти три десятилетия назад.
Исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters, показало, что большая часть смещения приходится на потери ледников, но вполне вероятно, что нагнетание грунтовых вод также способствовало перемещению.