Η Γη δεν είναι τόσο ακίνητη όσο νομίζουμε. Το ίδιο το κέντρο της μάζας της μετακινείται κάθε χρόνο κατά μερικά χιλιοστά, καθώς τεράστιες ποσότητες νερού, πάγου και αέρα μεταφέρονται από τη μία περιοχή του πλανήτη στην άλλη. Και τώρα η NASA κατάφερε να μετρήσει αυτή την ανεπαίσθητη κίνηση με πρωτοφανή ακρίβεια.
Σύμφωνα με το Science Daily, το κέντρο μάζας της Γης αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα σημεία αναφοράς για τη σύγχρονη γεωδαισία, τη δορυφορική πλοήγηση και τις μετρήσεις του υψομέτρου στην επιφάνεια του πλανήτη. Όμως δεν βρίσκεται διαρκώς στο ίδιο σημείο.
Καθώς αλλάζουν οι εποχές, τεράστιες ποσότητες νερού συσσωρεύονται ή μετακινούνται, το χιόνι και οι πάγοι αυξομειώνονται, οι ωκεανοί αναδιανέμουν τη μάζα τους και η ατμόσφαιρα μεταβάλλει το βάρος της από περιοχή σε περιοχή. Όλες αυτές οι αλλαγές προκαλούν μια μικροσκοπική «ταλάντωση» του κέντρου μάζας της Γης γύρω από το γεωμετρικό της κέντρο.
Ερευνητές με επικεφαλής τον γεωεπιστήμονα Donald Argus του Jet Propulsion Laboratory (JPL) της NASA ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο για να μετρήσουν αυτή την κίνηση με μεγαλύτερη ακρίβεια. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο Geophysical Journal International.
Δορυφόροι με λέιζερ «κυνηγούν» το κέντρο της Γης
Η νέα τεχνική συνδυάζει δεδομένα από δορυφόρους μετρήσεων λέιζερ, GPS και τροχιακές παρατηρήσεις από δορυφόρους χαμηλής τροχιάς. Παράλληλα, οι επιστήμονες υπολογίζουν και την παραμόρφωση του γήινου φλοιού που προκαλείται από τις μεταβολές του φορτίου νερού και πάγου.
Κεντρικό ρόλο έχουν οι δορυφόροι LAGEOS 1 και 2, δύο ιδιαίτερα πυκνά μεταλλικά σώματα που εκτοξεύτηκαν το 1976 και το 1992. Καλυμμένοι με ανακλαστήρες, επιτρέπουν σε επίγειους σταθμούς περισσότερων από 20 χωρών να τους «χτυπούν» με λέιζερ και να μετρούν με εξαιρετική ακρίβεια τον χρόνο επιστροφής του σήματος.
Η λογική είναι απλή αλλά εντυπωσιακά ακριβής: οι δορυφόροι κινούνται υπό την επίδραση της βαρύτητας γύρω από το κέντρο μάζας της Γης. Αν αυτό μετακινηθεί, ακόμη και ελάχιστα, η αλλαγή μπορεί να αποτυπωθεί στις τροχιές και στις αποστάσεις που μετρούν οι σταθμοί.
Το πρόβλημα είναι ότι οι σταθμοί λέιζερ δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένοι σε ολόκληρο τον πλανήτη. Η νέα μέθοδος περιορίζει αυτή την αδυναμία συνδυάζοντας τα δεδομένα με GPS και άλλες δορυφορικές παρατηρήσεις.
Το αποτέλεσμα είναι ιδιαίτερα σημαντικό: οι ερευνητές εκτιμούν πλέον ότι η εποχική μετακίνηση του κέντρου μάζας είναι περίπου η μισή από εκείνη που θεωρούσαν οι επιστήμονες πριν από οκτώ χρόνια. Οι δύο πιο πρόσφατες διεθνείς εκτιμήσεις, του 2017 και του 2023, απείχαν μεταξύ τους κατά 7 χιλιοστά - σχεδόν όσο η ίδια η κίνηση που προσπαθούν να μετρήσουν.
Από το χιόνι και τον Αμαζόνιο μέχρι τον Ειρηνικό
Η εποχική μετακίνηση της γήινης μάζας συνδέεται κυρίως με τρεις τεράστιες «δεξαμενές»: τους ωκεανούς, την ατμόσφαιρα και τα ηπειρωτικά αποθέματα νερού, στα οποία περιλαμβάνονται οι πάγοι, το χιόνι, οι λίμνες και οι ποταμοί, η υγρασία του εδάφους και τα υπόγεια νερά.
Τον Μάρτιο, για παράδειγμα, το χιόνι στη Βόρεια Αμερική και την Ευρασία βρίσκεται στο μέγιστο της εποχικής συσσώρευσής του. Η πρόσθετη αυτή μάζα μετατοπίζει το κέντρο μάζας περίπου 3 χιλιοστά προς τον Βόρειο Πόλο.
Έναν μήνα αργότερα, τον Απρίλιο, ο Αμαζόνιος φτάνει στη μέγιστη εποχική αποθήκευση βρόχινου νερού. Περίπου 2.400 γιγατόνοι νερού συγκεντρώνονται στη λεκάνη του, τραβώντας το κέντρο μάζας περίπου 2,2 χιλιοστά προς τη Νότια Αμερική.
Αργότερα μέσα στο έτος, οι μουσώνες της Νοτιοανατολικής Ασίας κορυφώνονται τον Νοέμβριο, με περίπου 600 γιγατόνους νερού, προκαλώντας μια μικρότερη αλλά μετρήσιμη μετατόπιση.
Οι ωκεανοί, ωστόσο, έχουν ακόμη μεγαλύτερη επιρροή. Από τον Αύγουστο έως τον Οκτώβριο, η βροχόπτωση και το λιώσιμο πάγων αυξάνουν τη μάζα των ωκεανών, μετατοπίζοντας το κέντρο μάζας προς τον Νότιο Ειρηνικό. Το τεράστιο μέγεθος του Ειρηνικού σημαίνει ότι ακόμη και σχετικά μικρές αλλαγές στη μάζα του μπορούν να υπερκαλύψουν μεταβολές σε άλλες θαλάσσιες περιοχές.
Και η ατμόσφαιρα συμμετέχει σε αυτόν τον αόρατο χορό. Τα πυκνά, ψυχρά χειμερινά αέρια μετατοπίζουν το κέντρο μάζας προς την περιοχή της Αραβίας, της Ασίας και της βόρειας Αφρικής γύρω στις 21 Δεκεμβρίου. Γύρω στις 21 Ιουνίου, η αντίστοιχη εποχική μεταβολή εμφανίζεται πάνω από τη Νότια Αμερική και τη Νότια Αφρική.
Οι υπολογισμοί επιβεβαιώνονται και από τα δεδομένα των δορυφόρων GRACE-FO, οι οποίοι από το 2018 καταγράφουν μηνιαίες μεταβολές στο βαρυτικό πεδίο της Γης που προκαλούνται σε μεγάλο βαθμό από τη μετακίνηση νερού πάνω και κάτω από την επιφάνεια.
Η σημασία αυτών των κινήσεων δεν βρίσκεται στο αν κάποιος άνθρωπος μπορεί να τις αντιληφθεί - δεν μπορεί. Βρίσκεται στο γεγονός ότι η σύγχρονη τεχνολογία βασίζεται σε συστήματα αναφοράς με εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια.
Από τη δορυφορική πλοήγηση και τη χαρτογράφηση μέχρι τη ναυσιπλοΐα και τη γεωργία ακριβείας, ακόμη και μεταβολές λίγων χιλιοστών έχουν σημασία. Και καθώς οι επιστήμονες ετοιμάζονται για την επόμενη γενιά της αποστολής GRACE, το GRACE-C, που στοχεύει να εκτοξευθεί στα τέλη του 2028, η παρακολούθηση του πώς μετακινείται η μάζα της Γης θα γίνει ακόμη ακριβέστερη.
Με άλλα λόγια, ο πλανήτης μας δεν περιστρέφεται απλώς πάνω στον άξονά του και γύρω από τον Ήλιο. Κάθε εποχή, η ίδια η μάζα του μετακινείται - και μαζί της μετακινείται, έστω και κατά χιλιοστά, το ίδιο το κέντρο της Γης.
www.worldenergynews.gr
