Нещо невидимо и огромно се случва под краката ни. Нови изследвания на Виенския университет и ETH Цюрих установяват, че човешката дейност е довела въртенето на планетата до нива, които не са наблюдавани от 3.6 милиона години насам – а инженерите, които поддържат работата на GPS системата за навигация, вече следят внимателно данните.

Откритието, публикувано в сп. Journal of Geophysical Research от изследователите Мостафа Киани Шахванди и Бенедикт Соя, количествено определя точно това, към което се стремяха глациолозите и геодезистите: в момента дните на Земята се удължават с 1.33 милисекунди на век поради топенето на ледниците и повишаването на морското равнище, причинени от климатичните промени. Според геоложките данни, простиращи се чак до късния плиоцен, тази скорост е безпрецедентна.

Съпътстващо откритие – от отделно проучване от 2023 г. на Ки-Уон Сео и колеги от Сеулския национален университет – добавя втори човешки отпечатък: извличането на подпочвени води за селскостопански нужди е изместило ротационния полюс на Земята с около 80 сантиметра на изток само между 1993 и 2010 г., което прави изпомпването на подпочвени води най-големият климатичен фактор за полярното отклонение според това проучване.

Заедно двете направления на изследвания установяват нещо, което предишното поколение учени, занимаващи се със Земята, не би могло да твърди с увереност: в рамките на няколко десетилетия човечеството се е превърнало в геоложка сила, достатъчно мощна, за да промени механиката на движението на планетата в Космоса.

Проучването на ETH Цюрих и Виенския университет от 2026 г. постави един привидно прост въпрос: случвало ли се е някога преди това нещо, подобно на днешната скорост на промяна на ротацията? За да се отговори на този въпрос, се наложи да се погледне назад в миналото с милиони години – далеч отвъд всякакви инструментални данни.

Екипът създаде своя палеоклиматичен архив въз основа на вкаменени черупки на бентосни фораминифери – едноклетъчни морски организми, които живеят на океанското дъно. Тези черупки съдържат информация за изотопния състав на кислорода (δ¹⁸O, или делта-18 кислород) в морската вода, в която са живели организмите. Когато глобалният обем на леда се увеличава, съотношението в океана между по-тежкия кислород-18 и по-лекия кислород-16 се повишава – по-леката вода се задържа предимно в полярните ледени шапки. Този химичен сигнал, запазен в милиметрови черупки от калциев карбонат на дъното на древни океански седиментни ядра, се превръща в пряк индикатор за историята на морското равнище.

От колебанията в нивото на морето екипът можеше математически да изведе промените в продължителността на деня, използвайки уравненията на Лиувил – уравненията, определящи въртенето на Земята, – защото преразпределението на водната маса между леда във високите ширини и екваториалните океани променя момента на инерция на планетата, подобно на фигурен състезател, който разтваря ръце, за да забави въртенето си.

За да се справят с големите статистически неточности, присъщи на данни, обхващащи период от почти четири милиона години, Шахванди и Соя разработиха нова методология за дълбоко обучение, наречена „физически обоснован дифузионен модел“ (PIDM). PIDM интегрира физичните закони, определящи промените в нивото на морето, директно във вероятностна невронна мрежа – той не просто пригажда крива към данни с много шум, а ограничава резултатите си така, че те да бъдат физически правдоподобни на всеки етап. „Този модел отразява физиката на промените в нивото на морето, като същевременно остава устойчив на големите неточности, присъщи на палеоклиматичните данни“, обяснява Киани Шахванди в прессъобщението за проучването.

Заключението беше недвусмислено. Днешната скорост е уникална в цялата история на наблюденията. Един предишен епизод, преди около два милиона години, се е доближил до днешните стойности – но той е бил резултат от това, което Соя описва като съвпадение на крехки ледени щитове и временен естествен пик на CO₂. Това събитие е било аномалия; днешната тенденция се дължи на продължително затопляне, причинено от човека.

„Това бързо удължаване на продължителността на деня показва, че темпото на съвременните климатични промени е безпрецедентно поне от края на плиоцена, преди 3.6 милиона години“, заявява Соя, който е преподавател геодезия в ETH Цюрих. „Следователно настоящото бързо удължаване на продължителността на деня може да се приписва предимно на човешкото въздействие.“

Историята с ротационния полюс разкрива един различен, но също толкова впечатляващ механизъм. Ротационният полюс на Земята – географската точка, през която минава оста на планетата – не остава неподвижен. Той непрекъснато се измества в отговор на преразпределенията на масата по повърхността. Проучването на Националния университет в Сеул от 2023 г. показа, че само извличането на подземни води е преместило полюса с около 80 сантиметра на изток в периода между 1993 и 2010 г.

В проучването бе моделирано наблюдаваното отклонение на полюса спрямо сценарии със и без преразпределение на подземните води. Единствено сценарият, включващ изчерпване на 2150 гигатона подземни води – изпомпвани предимно от водоносни хоризонти в западната част на Северна Америка и северозападната част на Индия, – съответстваше на действителните измервания на GRACE.

„Нашето проучване показва, че сред причините, свързани с климата, преразпределението на подземните води всъщност има най-голямо влияние върху отклонението на ротационния полюс“, каза Ки-Уон Сео, геофизик в Националния университет в Сеул и водещ автор на проучването от 2023 г.

Енергията, необходима за създаване дори на компонента на промяната, свързан с продължителността на деня, е значителна. Тя е еквивалентна по мащаб на земетресение с магнитуд 9.0 – не по отношение на трусовете на земята, а по отношение на пренареждането на силите в планетен мащаб.

Снимка: Unsplash/NASA

Виж още: Геймърски телефон с чипсет Snapdragon завладя AnTuTu, но MediaTek тотално превзе средния клас