Стає круглішою і менш круглою водночас: форма Землі змінюється

Форму Землі не можна назвати ідеальною кулею. У міру того, як наша планета обертається навколо Сонця та навколо своєї осі, вона поступово роздувається на екваторі та сплющується на полюсах. Цю деформацію неможливо помітити на знімках Землі з космосу, але вона є закономірним явищем, зумовленим законами фізики обертових тіл. Однак форма нашої планети поступово змінюється: вона стає водночас і більш, і менш сплюснутою, залежно від того, звідки дивитися, повідомляє Science Alert.

Згідно з новим дослідженням геолога Крістофера Котсакіса з Університету Арістотеля в Салоніках (Греція), цей процес прискорюється: швидкість підйому полярних областей зросла приблизно вдвічі менш ніж за 20 років. Однією з причин такого прискорення може бути танення льоду в найхолодніших регіонах планети.

«Наші результати вказують на прискорення підйому полюсів, що супроводжується відповідним зростанням швидкості опускання екваторіальних областей. Це означає, що загальна форма твердої оболонки Землі стає трохи менш сплюснутою», — написав Котсакіс у своїй статті, опублікованій у Journal of Geophysical Research: Solid Earth.

Земля під ногами може здаватися надзвичайно твердою, але наш світ надзвичайно рухливий. Якщо в якійсь області накопичується маса, земна кора під нею просідає. Якщо ж цю масу прибрати, кора поступово піднімається вгору, немов пружина, що розпрямляється.

Зараз цей процес спостерігається в регіонах, які під час останнього льодовикового періоду, що завершився 11 тисяч років тому, були скуті крижаним панциром. Лід давно зник, але земна кора продовжує реагувати на зміну навантаження. Вчені називають це явище гляціоізостатичним підняттям.

Але не всі процеси пов’язані з подіями, що відбулися в минулому. Гренландія та Антарктида стрімко втрачають лід; це знімає колосальне навантаження з підстильної кори, дозволяючи твердій оболонці Землі підніматися. Водночас тала вода перерозподіляється у Світовому океані, збільшуючи масу в інших районах і вдавлюючи океанічне дно вниз.

З 1970-х років вчені відстежують зміни, спричинені цим перерозподілом мас, спостерігаючи за формою геоїда — складною, нерівною (що нагадує картоплину) поверхнею, яка відображає конфігурацію гравітаційного поля Землі та залежить від розподілу мас усередині планети.

У 1980-х і протягом значної частини 1990-х років ці зміни відповідали тому, чого можна було очікувати від льодовиково-ізостатичної корекції. Але в 1990-х все змінилося.

Форма геоїда не обов’язково відповідає формі твердої Землі. Під час дослідження Коцакіс хотів з’ясувати, чи змінюється «кам’яний екзоскелет» планети так само, як і геоїд.

Він вивчив дані глобальної мережі станцій супутникових навігаційних систем (GNSS), здатних відстежувати найменші вертикальні зміщення земної поверхні. Проаналізувавши інформацію, зібрану за період з 1997 по 2015 рік, він склав карту підйому та опускання твердої оболонки Землі по всьому світу.

Виявилося, що з 1997 по 2000 рік полюси Землі піднімалися зі швидкістю близько 0,5 міліметра на рік. До 2015 року ця швидкість зросла до одного міліметра на рік. Тобто Земля випрямлялася біля полюсів із дедалі більшою швидкістю. Зміщувалося й зворотне сплющення.

У районі екватора тверда оболонка Землі опускалася, причому швидкість цього процесу протягом періоду досліджень також зростала. Якщо зіставити ці явища, підняття полюсів і опускання екватора, то стає очевидним, що тверда оболонка Землі поступово ставала дедалі менш сплюснутою.

Але форма, яку визначає гравітація, змінювалася у зворотному напрямку. Розрахунки Котсакіса показали, що геоїд стає дедалі більш сплюснутим — саме таку тенденцію вчені спостерігали з початку століття.

І тому, що ці показники рухаються в різних напрямках, є просте пояснення. У міру танення льоду на полюсах тверда земна кора, яку він притискав своєю вагою, починає підніматися. Але талій воді потрібно кудись діватися: частина її перерозподіляється в бік нижчих широт, переносячи туди вагу — і викликане просідання ґрунту.

Гравітація ж реагує на саму масу. Переміщення маси від полюсів до нижчих широт робить гравітаційну форму Землі більш сплюсненою. Таким чином, тверда кам’яна частина Землі стає менш сплюсненою, тоді як перерозподіл води — а отже, і маси — робить геоїд більш сплюсненим.

Нещодавно вчені з’ясували, що Гондвана була набагато більшою, ніж вважалося раніше, і її слід визнати суперконтинентом.