ZEMLJINA OS, imaginarna linija oko koje se naš planet rotira, nije statična. Ona se pomiče pod utjecajem složenih interakcija gravitacijskih sila, klimatskih promjena uzrokovanih ljudskim aktivnostima i, kako su znanstvenici nedavno otkrili, crpljenja podzemnih voda.

Nova studija, objavljena u časopisu Geophysical Research Letters, pokazala je da masivno crpljenje podzemne vode za piće, poljoprivredu i industriju ima značajan utjecaj na pomicanje Zemljine osi rotacije i na globalno podizanje razina mora. Ovo istraživanje razotkriva aspekt ljudskog utjecaja na geofizičke procese planeta koji je do sada bio zanemarivan.

Kako crpljenje vode utječe na Zemljinu os?

Na položaj Zemljine osi rotacije utječu preraspodjele masa unutar Zemljine kore, klimatske promjene i drugi faktori. Masivno crpljenje podzemnih voda iz vodonosnika (podzemnih slojeva koji zadržavaju vodu ispod poroznog tla) jedan je od ključnih faktora u redistribuciji mase na Zemlji.

Ki-Weon Seo, geofizičar sa seulskog nacionalnog sveučilišta i vodeći autor studije, kaže da se rotacijski pol Zemlje zapravo značajno pomiče.

„Naša studija pokazuje da među klimatskim uzrocima redistribucija podzemnih voda zapravo ima najveći utjecaj na pomicanje rotacijskog pola“, izjavio je.

Kako se to zbiva?

Kada se voda izvuče iz podzemnih slojeva, ona prelazi iz lokaliziranih područja u globalni atmosferski i oceanski sustav. Ovaj proces mijenja ravnotežu mase planeta, slično kao što vulkanizer mijenja os rotacije kotača dodavanjem malih olovnih utega na felge.

Nova studija pokazala je da se između 1993. i 2010. Zemljin pol rotacije pomaknuo za oko 78.48 cm prema istoku, odnosno da se pomicao oko 4.6 centimetara godišnje, što se izravno povezuje s redistribucijom mase uzrokovanom crpljenjem podzemnih voda.

Kako je otkriven utjecaj crpljenja vode?

Za potrebe novog istraživanja znanstvenici su koristili sofisticirane računalne modele koji su analizirali promjene u Zemljinoj osi i razinama mora.

Pomicanje Zemljine osi pratili su na temelju satelitskih podataka i preciznih mjerenja gravitacijskih anomalija.

Istovremeno su bilježili procjene količina podzemnih voda koje se crpe u različitim regijama svijeta.

U sljedećem koraku integrirali su podatke o crpljenju vode s modelima koji pokazuju kako te mase utječu na Zemljinu os.

Kombinacijom tih metoda autori studije uspjeli su izračunati da je tijekom razdoblja od 17 godina iz podzemnih izvora u oceane premješteno oko 2150 gigatona vode. To premještanje odgovorno je za globalni porast razine mora od oko 6.24 milimetra, što znači oko 0.37 mm godišnje.

Globalne razine mora godišnje rastu oko 3.3 mm uglavnom zbog toplinskog širenja oceana s porastom temperatura te zbog otapanja leda, ponajviše na Grenlandu i Antarktici. Nova studija pokazala je da i crpljenje podzemnih voda ima značajnu ulogu u tom porastu.

Mehanizmi utjecaja na podizanje razine mora

Kada se podzemna voda crpi, ona prelazi u oceane isparavanjem, oborinama i površinskim otjecanjem. Ovaj dodatni priljev vode u oceane podiže globalnu razinu mora.

Taj proces dodatno pogoršava učinke koje na razine oceana ima otapanje ledenih masa.

Utjecaj na rotaciju Zemlje i pomicanje osi

Kako smo već naveli, studija je pokazala da redistribucija vode također ima značajan utjecaj na Zemljinu rotaciju, kako na pomicanje osi tako i na brzinu rotacije.

U tom procesu važnu ulogu ima mjesto s kojeg voda dolazi i kamo odlazi. Naime, redistribucija vode iz kopnenih područja srednjih geografskih širina čini najveću razliku jer se ona, za razliku od voda nastalih otapanjem polarnih kapa, preraspoređuje u oceane na velikim udaljenostima od izvora i od osi rotacije, što značajnije mijenja moment inercije. Takvim premještanjem Zemljina os rotacije prilagođava se novoj raspodjeli mase.

Stoga je intenzivno premještanje voda s mjesta kao što su zapadna Sjeverna Amerika i sjeverozapadna Indija, odigralo ključnu ulogu u promjenama nagiba osi Zemlje.

Iako su ovi efekti minimalni na ljudskoj vremenskoj skali, oni bi, među ostalim, dugoročno mogli usporiti rotaciju planeta.

Područja s najviše crpljenja vode

Neka od najugroženijih područja u smislu iscrpljivanja podzemnih voda su:

Središnja Azija i Indija: Intenzivna poljoprivreda i navodnjavanje dovode do masovnog iscrpljivanja vodonosnika i do nestašica vode.

Zapad SAD-a: Kalifornija, Arizona i druga poljoprivredna područja koriste ogromne količine vode iz podzemlja za uzgoj usjeva u sušnim uvjetima.

Bliski Istok: Sušni klimatski uvjeti i rast populacije zahtijevaju sve veće količine vode za piće i navodnjavanje.

Šire implikacije za budućnost planeta

Ova nova otkrića pokazuju da posljedice ljudskih aktivnosti nisu ograničene samo na lokalne ili regionalne utjecaje; one imaju globalne posljedice. Crpljenje podzemne vode, iako nužno za preživljavanje i poljoprivredu, ima posljedice na geofizičke procese.

Ako se ovaj trend nastavi, mogli bismo svjedočiti dodatnim problemima, koji uključuju povećanu ranjivost obalnih područja na poplave zbog porasta razine mora te iscrpljivanje podzemnih vodonosnika koje bi moglo rezultirati manjkom vode u sušnim razdobljima. Obnova kapaciteta vodonosnika mogla bi trajati stoljećima, a to bi moglo značajno pogoršati posljedice klimatskih promjena i potaknuti migracije.

Što je moguće učiniti?

Ova otkrića pokazuju da je nužno usmjeriti se na održivije korištenje podzemnih voda.

Stručnjaci kao moguće mjere prevencije predlažu unapređenje tehnologija za navodnjavanje kako bi se smanjila potrošnja vode, povećanje korištenja obnovljivih izvora, primjerice desalinizirane morske vode ili reciklirane vode za poljoprivredu, te uključivanje međunarodnih napora kako bi se smanjio prekomjerni utjecaj ljudskih aktivnosti na prirodne resurse.