Земля змінює форму: полюси піднімаються, екватор опускається

Дослідження, автор якого — геолог Крістофер Котакис з Університету Аристотеля в Салоніках, спирається на дані глобальної мережі станцій супутникової навігації GNSS. Ці станції здатні фіксувати вертикальні переміщення земної поверхні на рівні часток міліметра, тож саме вони дозволили побачити те, що не помітно під час звичайного спостереження.

За даними, наведеними у дослідженні, наприкінці 1990-х полярні області піднімалися приблизно на 0,5 міліметра на рік. До 2015 року ця швидкість зросла приблизно до 1 міліметра на рік. Водночас у нижчих широтах відбувався зворотний процес: поверхня поступово опускалася, і швидкість цього руху теж збільшувалася.

«Наші результати вказують на прискорення підняття полюсів, що супроводжується відповідним збільшенням швидкості опускання в екваторіальній зоні. Це означає, що загальна форма твердої Землі стає дещо менш сплюснутою», — пише Котакис.

Причина цих змін — перерозподіл маси на поверхні планети. Коли великі льодові масиви втрачають лід, навантаження на земну кору зменшується, і поверхня під ними може поступово підніматися. Цей процес називають гляціоізостатичним підняттям, і він є відлунням змін, що почалися після завершення останнього льодовикового періоду.

Сучасне танення льоду в Гренландії та Антарктиді додає до цього новий чинник. Вода від талого льоду потрапляє в океани, маса перерозподіляється по планеті, і разом із навантаженням на земну поверхню змінюється гравітаційне поле Землі.

Тут і виникає найнезвичайніший результат дослідження. Тверда поверхня планети стає менш сплюснутою, але її геоїд — форма, яка описує Землю з погляду розподілу гравітації та маси, — може ставати більш сплюснутим.

«Хоча така поведінка може здаватися суперечливою на тлі одночасного зменшення сплюснутості твердої Землі, ці два ефекти фізично сумісні», — пояснює Котакис.

Тобто Земля може одночасно ставати геометрично «круглішою» за одним показником і більш сплюснутою за іншим. Ці зміни надзвичайно малі, і вчені наголошують, що побачити їх під час звичайного спостереження за планетою неможливо — лише сучасні GNSS-вимірювання дозволяють відстежувати реакцію Землі на танення льоду та перерозподіл води.

Що це означає практично? Для батьків і студентів ця новина насамперед про те, як працює наука про Землю: зміни, які неможливо помітити оком, фіксують приладами, а отже, їх можна вивчати й прогнозувати. Для тих, хто цікавиться геодезією, геофізикою чи науками про довкілля, це ще один приклад того, як супутникові технології перетворюють непомітні процеси на вимірювані дані. А для всіх інших — нагадування, що планета реагує на перерозподіл води й льоду навіть у масштабах, які вимірюються міліметрами на рік.