La direzione osservata del moto polare, mostrato come una linea azzurra, rispetto alla somma (linea rosa) dell'influenza della perdita di ghiaccio della Groenlandia (blu), rimbalzo postglaciale (giallo) e convezione profonda del mantello (rosso). Il contributo della convezione del mantello è altamente incerto. Credito:NASA/ JPL-Caltech
Un tipico mappamondo da scrivania è progettato per essere una sfera geometrica e per ruotare dolcemente quando lo fai girare. Il nostro pianeta attuale è molto meno perfetto, sia nella forma che nella rotazione.
La Terra non è una sfera perfetta. Quando ruota sul suo asse di rotazione, una linea immaginaria che passa attraverso i poli nord e sud, va alla deriva e oscilla. Questi movimenti dell'asse di rotazione sono scientificamente indicati come "movimento polare". Le misurazioni per il 20 ° secolo mostrano che l'asse di rotazione si è spostato di circa 4 pollici (10 centimetri) all'anno. Nel corso di un secolo, che diventa più di 11 iarde (10 metri).
Utilizzando dati osservativi e basati su modelli che abbracciano l'intero XX secolo, Gli scienziati della NASA hanno identificato per la prima volta tre processi ampiamente classificati responsabili di questa deriva:la perdita di massa contemporanea principalmente in Groenlandia, rimbalzo glaciale, e convezione del mantello.
"La spiegazione tradizionale è che un processo, rimbalzo glaciale, è responsabile di questo movimento dell'asse di rotazione terrestre. Ma di recente, molti ricercatori hanno ipotizzato che anche altri processi potrebbero avere effetti potenzialmente grandi su di esso, " ha detto il primo autore Surendra Adhikari del Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California. "Abbiamo assemblato modelli per una serie di processi che si ritiene siano importanti per guidare il movimento dell'asse di rotazione. Abbiamo identificato non uno ma tre insiemi di processi cruciali e lo scioglimento della criosfera globale (in particolare la Groenlandia) nel corso del XX secolo è uno di questi".
Generalmente, la ridistribuzione della massa sulla e all'interno della Terra, come i cambiamenti nella terra, lastre di ghiaccio, oceani e flusso del mantello:influenza la rotazione del pianeta. Con l'aumento delle temperature nel corso del XX secolo, La massa di ghiaccio della Groenlandia è diminuita. Infatti, un totale di circa 7, 500 gigatonnellate, il peso di oltre 20 milioni di Empire State Building, di ghiaccio della Groenlandia si sono sciolti nell'oceano durante questo periodo di tempo. Ciò rende la Groenlandia uno dei principali responsabili del trasferimento di massa negli oceani, provocando l'innalzamento del livello del mare e, di conseguenza, una deriva nell'asse di rotazione terrestre.
Mentre lo scioglimento dei ghiacci si sta verificando in altri luoghi (come l'Antartide), La posizione della Groenlandia la rende un contributore più significativo al movimento polare.
"C'è un effetto geometrico che se hai una massa che è di 45 gradi dal Polo Nord, che è la Groenlandia, o dal Polo Sud (come i ghiacciai della Patagonia), avrà un impatto maggiore sullo spostamento dell'asse di rotazione terrestre rispetto a una massa che si trova proprio vicino al Polo, " ha detto il coautore Eric Ivins, anche di JPL.
Precedenti studi hanno identificato il rimbalzo glaciale come il principale contributore al movimento polare a lungo termine. E cos'è il rimbalzo glaciale? Durante l'ultima era glaciale, i ghiacciai pesanti hanno depresso la superficie terrestre proprio come un materasso si abbassa quando ci si siede sopra. Mentre quel ghiaccio si scioglie, o viene rimosso, il terreno risale lentamente alla sua posizione originale. Nel nuovo studio, che si basava molto su un'analisi statistica di tale rimbalzo, gli scienziati hanno scoperto che è probabile che il rimbalzo glaciale sia responsabile solo di circa un terzo della deriva polare nel XX secolo.
Gli autori sostengono che la convezione del mantello costituisce l'ultimo terzo. La convezione del mantello è responsabile del movimento delle placche tettoniche sulla superficie terrestre. È fondamentalmente la circolazione di materiale nel mantello causata dal calore proveniente dal nucleo terrestre. Ivins lo descrive come simile a una pentola di zuppa posta sul fornello. Come il vaso, o mantello, riscalda, i pezzi della zuppa iniziano a salire e scendere, essenzialmente formando uno schema di circolazione verticale, proprio come le rocce che si muovono attraverso il mantello terrestre.
Con questi tre ampi contributori identificati, gli scienziati possono distinguere i cambiamenti di massa e il movimento polare causati da processi terrestri a lungo termine sui quali abbiamo poco controllo da quelli causati dai cambiamenti climatici. Ora sanno che se la perdita di ghiaccio della Groenlandia accelera, il movimento polare probabilmente lo farà, pure.