שינויי האקלים כיום הם חסרי תקדים. הם גורמים להמסת הקרח בגרינלנד ובאנטארקטיקה, כך שמים מאזורי הקוטב זורמים אל האוקיינוסים בעולם - מה שמוביל לזרימה לעבר קו המשווה ולעליית גובה פני הים. "הדבר אומר שמתרחש שינוי במסה, מה שמשפיע על סיבוב כדור הארץ", מסביר ד"ר בנדיקט סויה, מומחה לגאודזית חלל במחלקה להנדסה אזרחית, סביבה וגיאומטית של המכון הטכנולוגי הפדרלי של שווייץ בציריך.
המסת הקרחונים באנטארקטיקה
לדבריו, הסיבוב המהיר של כדור הארץ מואט ככל שהמסות מתרחקות מציר הסיבוב, ומגדילות את האינרציה הפיזית. בפיזיקה ישנו חוק שימור התנע הזוויתי, שקובע כי גוף מסתובב ימשיך להסתובב כל עוד לא פועלים עליו מומנטים חיצוניים. חוק זה נכון גם לסיבוב כדור הארץ, שכן אם הוא מסתובב לאט יותר, ימיו מתארכים. לכן, שינויי האקלים משנים גם את אורך היום על פני כדור הארץ, אם כי באופן מינימלי בלבד.
במחקר, שפורסם בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences, מראים החוקרים ששינויי האקלים מגדילים את אורך היום בכמה אלפיות שנייה (אורך היום הוא 86,400 שניות כיום). הסיבה לכך היא שהמים זורמים מהקטבים לקווי רוחב נמוכים יותר ובכך מאטים את מהירות הסיבוב.
עם זאת, המחקר החדש מגיע למסקנה מפתיעה: אם בני האדם ימשיכו לפלוט יותר גזי חממה וכדור הארץ יתחמם בהתאם, תהיה לכך השפעה גדולה יותר על מהירות הסיבוב של כדור הארץ מאשר השפעת הירח, שקבעה את התארכות היום במשך מיליארדי שנים. "לנו, בני האדם, יש השפעה גדולה יותר ממה שאנו חושבים על המקום שבו אנו חיים, מה שמטיל על כתפינו אחריות גדולה באופן טבעי לעתיד כדור הארץ", אומר סויה.
3 צפייה בגלריה
נתוני המחקר על השפעות שינויי האקלים על אורך היום בכדור הארץ
(איור: Nature Geoscience (2024). DOI: 10.1038/s41561-024-01478-2)
למעשה, תנודות בגובה פני הים גרמו ליום על פני כדור הארץ להשתנות בין 0.3 ל-1.0 אלפיות השנייה במהלך המאה ה-20. אבל מאז תחילת המאה ה-21 גדל אורך היום בשיעור של כ-1.33 אלפיות השנייה. למעשה, אורך היום יכול להגיע אפילו לקצב של 2.62 אלפיות השנייה למאה עד סוף המאה ה-21, זאת אם פליטת גזי החממה תימשך כמו היום. ההתארכות והתזוזות עשויות להיות בלתי מורגשות עבור בני אדם, אך הן עלולות להשפיע על הדיוק של מערכות הניווט או לבטל חישובים עבור שיגורים ונחיתות של לוויינים.
שינויים במסה על ובעומק כדור הארץ, הנגרמים על ידי המסת הקרחונים, לא רק משנים את מהירות הסיבוב של כדור הארץ ואת אורך היום, אלא גם משנים את ציר הסיבוב שלו, כפי שעולה ממחקר שפורסם בכתב העת Nature Geoscience, שגם אותו ערכו אותם החוקרים.
בטווח זמן ארוך יותר, מגיעה התנועה הקוטבית לכ-10 מטרים ל-100 שנים. זו הפעם הראשונה שבה התקבלו תשובות לשאלות מדוע וכיצד נע ציר הסיבוב של כדור הארץ ביחס לקרום כדור הארץ. ממצא אחד שבולט במיוחד במחקר הוא שהתהליכים על פני ובתוך כדור הארץ קשורים זה בזה ומשפיעים זה על זה.
"שינויי האקלים גורמים לציר הסיבוב של כדור הארץ לנוע, ונראה שהמשוב משימור התנע הזוויתי משנה גם את הדינמיקה של ליבת כדור הארץ. לפיכך, שינויי אקלים מתמשכים יכולים להשפיע על תהליכים בעומק כדור הארץ יותר מכפי שהיה נדמה עד כה", הסביר סויה. עם זאת הוא הדגיש כי השפעות אלו הן מינוריות ואין זה סביר שהן מהוות סיכון.
החוקרים השתמשו במה שמכונה רשתות עצביות מבוססות פיזיקה. אלו הן שיטות חדשות של בינה מלאכותית שבהן חוקרים מיישמים את החוקים והעקרונות של הפיזיקה כדי לפתח אלגוריתמים מהימנים במיוחד ללמידת מכונה. האלגוריתמים שפיתחו מחברי המחקר אפשרו לתעד לראשונה את כל ההשפעות השונות על פני כדור הארץ, במעטפת שלו ובליבתו, ולהבין אותן לעומקן. תוצאות החישובים תואמות את הנתונים האמיתיים שסופקו על ידי תצפיות אסטרונומיות בעבר ועל ידי לוויינים במהלך 30 השנים האחרונות, מה שיתרום לחיזוי עתידי.
