تغير المناخ يؤثر الآن على دوران الأرض.. المحور الذي تدور حوله الأرض يتجول ويتأرجح وينحرف

هيمنة تأثيرات المناخ المتزايدة على التأثيرات الجيولوجية

يبدو دوران الأرض ثابتًا، لكن وراء هذا الوهم بالثبات تكمن حقيقة خفية: دوران الكوكب يتغير، المحور الذي تدور حوله الأرض ليس ثابتًا، بل يتجول ويتأرجح وينحرف، تحدث هذه الحركة، التي تُسمى الحركة القطبية، على مدار أيام وعقود، بل وآلاف السنين.

تاريخيًا، عزا العلماء هذه التحولات إلى عمليات أرضية عميقة، مثل تغيرات في الوشاح أو اللب الخارجي السائل. لكن على مدى العقود القليلة الماضية، لاحظ الباحثون عاملًا آخر.

ذوبان الأنهار الجليدية، وتراجع الجليد القطبي، وتغير مستويات المياه، كلها عوامل تُحدد اتجاه دوران الكوكب. وقد أصبح تغير المناخ مُحركًا رئيسيًا لسلوك دوران الأرض.

تتبع دراسة جديدة أجراها مصطفى كياني شاهواندي وبينيديكت سوجا من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ هذا التحول من عام 1900 إلى عام 2100. وتجمع الدراسة بين البيانات التاريخية والتوقعات المستقبلية لاستكشاف كيف أدت التحولات الكتلية المرتبطة بالمناخ إلى إمالة محور الأرض وستستمر في إمالته.

نُشرت الدراسة في مجلة Geophysical Research Letters .

يتحول محور دوران الأرض ببطء

تشير الحركة القطبية إلى تغيرات في موضع محور دوران الأرض بالنسبة لقشرتها. هذا لا يعني أن الكوكب نفسه يميل بشكل كبير، بل أن المحور يتغير موضعه ببطء، ككرة دوارة متذبذبة.

هذه التحولات قابلة للقياس بالسنتيمتر أو الأمتار، لكنها تحمل عواقب حقيقية. تنشأ الحركة من عدة أسباب.

تنشأ التقلبات قصيرة المدى من الضغط الجوي وتيارات المحيطات. أما الانجرافات طويلة المدى فتشمل عمليات أعمق وأوسع نطاقًا.

من بين هذه العوامل، أظهرت دراسات حديثة أن تغيرات كتلة السطح – وخاصة تلك المرتبطة بالمناخ – تلعب دورًا متزايدًا. ويشمل ذلك ذوبان الصفائح الجليدية القطبية، وتراجع الأنهار الجليدية، وتغير أنماط تخزين المياه الجوفية.

تُعيد هذه الحركات مجتمعةً توزيع كتلة الأرض، مُغيّرةً توازنها، ومُحرِّكةً محورها عن مساره السابق. تبحث هذه الدراسة في كيفية تطور هذه الحركة منذ عام ١٩٠٠، وتتنبأ بمسارها حتى عام ٢١٠٠ في ظلّ سيناريوهات مناخية مُختلفة.

المناخ يشكل مستقبل الأرض

لتوقع المستقبل، استخدم المؤلفون مسارين مناخيين متميزين، الأول، RCP2.6، يمثل مستقبلًا منخفض الانبعاثات مع تخفيف كبير للانبعاثات. أما الثاني، RCP8.5، فيتخيل عالمًا عالي الانبعاثات مع سيطرة محدودة على انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

أظهرت نماذجهم اختلافات واضحة بين هذه التوقعات، ففي السيناريو RCP2.6، يتحرك قطب الأرض الدوراني حوالي 12 مترًا عن موقعه عام 1900 بحلول عام 2100. أما في السيناريو RCP8.5، فيتضاعف هذا التحول ليصل إلى حوالي 27 مترًا.

حجم هذه الحركة كبير وله دلالات عملية، يُعد ذوبان الغطاء الجليدي في جرينلاند المساهم الأكبر في هذه الحركة. موقعه ونمط فقدان كتلته يدفعان القطب نحو الغرب.

يُسهم ذوبان الجليد في القارة القطبية الجنوبية، وخاصةً في ظل الانبعاثات العالية، بشكل أكبر في الانجراف شرقًا. كما تؤثر الأنهار الجليدية العالمية وتغيرات المياه الجوفية على مسار القطب، ولكن بدرجة أقل.

الصفائح الجليدية تسحب محور الكوكب

ذوبان الجليد القطبي ليس متماثلًا، تقع جرينلاند في نصف الكرة الشمالي، ويدفع ذوبانها محور دوران الأرض نحو الغرب.

تجذب القارة القطبية الجنوبية، وخاصةً منطقة بحر أموندسن غربها، المحور في الاتجاه المعاكس، في ظل سيناريوهات الانبعاثات العالية، تفقد القارة القطبية الجنوبية المزيد من كتلتها، مما يُؤدي إلى تحرك القطب شرقًا بشكل أكثر حدة.

مع ذلك، لا تزال جرينلاند تُهيمن على هذا الاتجاه، خاصةً في أوائل القرن الحادي والعشرين، مساهمتها كبيرة في كلا السيناريوهين المناخيين، وإن كانت تنمو بوتيرة أسرع في السيناريو RCP8.5، ويعني هذا الخلل أن محور دوران الأرض لا ينحرف ببساطة في اتجاه واحد.

بل إنه ينسج مسارًا عبر السطح، تحدده المواقع المتغيرة وشدّة ذوبان الجليد. تعكس هذه الحركات أنماطًا مناخية أوسع، وتُظهر مدى الترابط الوثيق بين أنظمة الأرض.

التأثيرات التي تؤثر على دوران الأرض

خارج القطبين، تذوب الأنهار الجليدية الجبلية أيضًا وتنقل المياه إلى المحيطات. هذه الكتل الجليدية الأصغر، وإن كانت أقل كتلة، لا تزال تُشكل الحركة القطبية. ويختلف تأثيرها باختلاف الموقع.

على سبيل المثال، تؤثر الأنهار الجليدية في جبال الهيمالايا على اتجاه الانجراف أكثر من غيرها. وفي سيناريوهات الانبعاثات المنخفضة، يتباطأ ذوبان الأنهار الجليدية.

يؤدي هذا إلى تقليل تأثير دوران الأرض، مما يسمح للحركة غربًا التي تقودها جرينلاند بالهيمنة. في المستقبل ذي الانبعاثات العالية، يُضيف الذوبان المتزايد مزيدًا من التعقيد إلى مسار القطب.

تؤثر المياه الجوفية أيضًا على الحركة القطبية. فعندما تُضخ المياه للزراعة أو الشرب، تتدفق في النهاية إلى المحيط، مما يُغير توزيع كتلة الأرض .

وجدت الدراسة أن استنزاف المياه الجوفية، وخاصةً في نصف الكرة الشرقي، يدفع القطب الشمالي شرقًا. ورغم أن تأثيره أقل من ذوبان الجليد، إلا أنه يتراكم باستمرار.

التنبؤ بدوران الأرض

استخدم الباحثون معادلات مستوى سطح البحر وبيانات كتلة عالية الدقة لمحاكاة مسار دوران الأرض . وتراوح تحليلهم بين الملاحظات التاريخية والتوقعات المستقبلية، مسجلين سلوك الأرض في الماضي وما قد يحدث لاحقًا.

ومع ذلك، فإن التنبؤ بمستقبل الحركة القطبية ليس بالأمر السهل. فبعض العناصر، مثل المياه الجوفية، يصعب التنبؤ بها بدقة.

تفتقر العديد من مجموعات البيانات إلى التباينات قصيرة المدى، وخاصةً التحولات التي تحدث كل عقد والتي تظهر في السجلات التاريخية. هذا يعني أن الاتجاه طويل المدى واضح، إلا أن التوقعات السنوية تأتي مشوبةً بعدم اليقين.

مع ذلك، تُوفر هذه النماذج إطارًا مفيدًا. فمن خلال فهم كيفية تأثير مصادر مختلفة لتغير الكتلة على دوران الأرض، يُمكن للعلماء توقع المستقبل بشكل أفضل والاستعداد لتأثيراته على الملاحة ورسم الخرائط ومراقبة المناخ.

يؤثر الدوران الانجرافي على القياسات

قد تبدو حركة القطبين تغيرًا طفيفًا، لكنها تؤثر على أنظمة العالم الحقيقي. تعتمد الملاحة عبر الأقمار الصناعية، ومهام الفضاء العميق، وأدوات رصد الأرض، جميعها على أنظمة إحداثيات دقيقة.

مع انحراف محور الدوران، يجب أن تتكيف هذه الأنظمة. كما يُسبب تذبذب القطب تغيرات طفيفة في شكل الأرض، تُسمى هذه التغيرات مد القطبين.

يمكن أن تُشوّه سطح الكوكب قليلاً، خاصةً في مناطق خطوط العرض المتوسطة.

وتُقدّر الدراسة تشوهات رأسية تصل إلى 2.8 سنتيمتر في بعض المناطق بحلول عام 2100، حتى الجاذبية تتغير مع الحركة.

تُحدث تحولات الكتلة والدوران تغيرات في الجاذبية يمكن للأجهزة الحديثة رصدها. قد تساعد هذه التغيرات العلماء على فهم المزيد عن العمليات في أعماق الأرض، بما في ذلك ديناميكيات الوشاح.

قد يتحكم تغير المناخ في دوران الأرض

من بين النتائج الرئيسية للدراسة هيمنة تأثيرات المناخ المتزايدة على التأثيرات الجيولوجية.

تقليديًا، كان يُعتقد أن عمليات مثل التكيف الجليدي المتوازن – حيث تنتعش الأرض ببطء بعد ذوبان الجليد – تهيمن على الحركة القطبية طويلة الأمد.

لكن في ظل مستقبل ذي انبعاثات عالية، قد تتجاوز التحولات الناجمة عن المناخ التحولات الجيولوجية. وهذا يشير إلى أن اتجاهات المناخ الحديثة ستترك أثرًا أوضح على دوران الأرض حتى من العصور الجليدية القديمة.

تُضفي هذه النتائج إلحاحًا على سياسات المناخ، فخفض الانبعاثات قد يحدّ من مدى تغيّر القطبين، مما يحافظ على استقرار دوران الأرض ويُخفّف من آثاره المتتالية.

تغيير الدوران يحكي قصة كبيرة

لا تقتصر هذه الدراسة على مجرد نظرة تقنية على حركة القطبين، بل تكشف عن الروابط العميقة بين مناخ السطح وفيزياء الكواكب.

مع ذوبان الجليد وحركة المياه، يتغير توازن الأرض – ليس محليًا فحسب، بل عالميًا أيضًا، من عام ١٩٠٠ إلى عام ٢١٠٠، تغيّر، وسيتغيّر، دوران كوكبنا بفعل النشاط البشري.

يعتمد انحراف القطب ١٢ مترًا أو ٢٧ مترًا على الخيارات المتخذة في العقود القادمة، وفي كلتا الحالتين، يتحرك المحور، وهو ما يُنذر بعالمٍ مُحتَرٍّ.

يُذكرنا بحث شاهواندي وسوجا بأنه لا يوجد نظام على الأرض معزول، فالمناخ يؤثر على كل شيء، حتى دوران الكوكب.