Форма Земли меняется — планета становится более круглой и менее круглой одновременно
Новая работа геолога Кристофера Коцакиса из Университета Аристотеля показала, что твердая Земля меняет форму быстрее, чем считалось прежде. Полярные области планеты поднимаются, а районы у экватора опускаются. Менее чем за два десятилетия скорость подъема полюсов примерно удвоилась. Одной из возможных причин ускорения ученый называет стремительную потерю льда в Гренландии и Антарктиде.
Земля — не идеальный шар
Вращение вокруг оси создает центробежный эффект: экваториальная область слегка выпячивается, а полюса оказываются сжатыми. На снимках из космоса эта разница почти неразличима, но для геодезических измерений она давно известна. Теперь выясняется, что это сплющивание не остается постоянным. Причем разные способы измерения дают на первый взгляд противоположные результаты:
каменная внешняя оболочка Земли, судя по данным спутниковой навигации, становится менее сплюснутой;
геоид — сложная форма гравитационного поля, отражающая распределение массы, — становится более сплюснутым.
«Результаты исследования указывают на ускорение подъема полюсов, сопровождаемое сопоставимым ростом скорости опускания экваториальных областей. Это означает, что общая форма твердой Земли становится немного менее сплюснутой», — пишет Коцакис.
Почему кора движется
Поверхность кажется неподвижной, но планета гораздо пластичнее, чем подсказывает повседневный опыт. Материки дрейфуют, плиты сталкиваются, кора на больших временных масштабах прогибается и восстанавливается. Если на участке накапливается масса, кора под ней проседает. Когда нагрузка исчезает, поверхность поднимается обратно. Пример — территории, покрытые ледяными щитами в последнюю ледниковую эпоху. Оледенение завершилось около 11 000 лет назад, но кора в некоторых регионах до сих пор восстанавливается — процесс называют ледниковой изостатической корректировкой.
Современная деформация
Гренландия и Антарктида быстро теряют лед. Исчезновение ледяных масс снимает нагрузку с коры, и поверхность поднимается. Талая вода перераспределяется в Мировом океане, добавляя массу другим областям и увеличивая давление на океанское дно. С 1970-х годов исследователи отслеживают последствия по изменениям геоида — условной поверхности равного гравитационного потенциала, форму которой сравнивают с бугристой картофелиной.
В 1980-е и большую часть 1990-х изменения геоида соответствовали послеледниковому восстановлению: гравитационная форма Земли становилась более округлой. Но в конце 1990-х тенденция изменилась на противоположную.
Коцакис проанализировал наблюдения за 1997–2015 годы и составил карту подъемов и опусканий. Выяснилось, что:
в 1997–2000 годах полюса поднимались примерно на 0,5 мм в год;
к 2015 году темп вырос приблизительно до 1 мм в год;
одновременно вблизи экватора поверхность опускалась, и скорость опускания возрастала.
Сочетание растущих полюсов и проседающего экватора означает: твердая оболочка становится менее сплюснутой. Но геоид с начала XXI века становился более сплюснутым.
Почему это не парадокс
Земля становится более круглой и менее круглой одновременно, но это не парадокс. Когда лед тает в полярных регионах, освобожденная от веса поверхность поднимается. Но вода переносит массу к более низким широтам, где дополнительный вес способствует проседанию. Гравитация реагирует на распределение массы: перенос воды от полюсов к низким широтам делает геоид более сплюснутым. Поэтому твердая часть может становиться менее сплюснутой, а геоид — более. «Оба эффекта физически совместимы», — заключает Коцакис.
