Un tipico mappamondo da tavolo è progettato per essere una sfera geometrica e per ruotare agevolmente quando lo si fa 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 vacilla. Questi movimenti dell’asse di rotazione sono scientificamente indicati come “moto polare”. Le misurazioni del 20° secolo mostrano che l’asse di rotazione è andato alla deriva di circa 4 pollici (10 centimetri) all’anno. Nel corso di un secolo, questo diventa più di 11 iarde (10 metri).
Utilizzando dati osservativi e basati su modelli che coprono l’intero 20° secolo, gli scienziati della NASA hanno per la prima volta identificato tre processi ampiamente classificati responsabili di questa deriva – la perdita di massa contemporanea principalmente in Groenlandia, il rimbalzo glaciale e la convezione del mantello.
“La spiegazione tradizionale è che un processo, il rimbalzo glaciale, sia responsabile di questo movimento dell’asse di rotazione della Terra. Ma recentemente, 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 pensa siano importanti per guidare il movimento dell’asse di rotazione. Abbiamo identificato non uno ma tre insiemi di processi che sono cruciali – e lo scioglimento della criosfera globale (specialmente la Groenlandia) nel corso del 20° secolo è uno di questi.”
In generale, la ridistribuzione della massa sulla Terra e al suo interno – come i cambiamenti della terra, degli strati di ghiaccio, degli oceani e del flusso del mantello – influenza la rotazione del pianeta. Con l’aumento delle temperature nel corso del 20° secolo, la massa di ghiaccio della Groenlandia è diminuita. Infatti, un totale di circa 7.500 gigatoni – il peso di più di 20 milioni di Empire State Building – di ghiaccio della Groenlandia si è sciolto nell’oceano durante questo periodo. Questo fa della Groenlandia uno dei maggiori contributori di massa trasferita agli oceani, causando l’innalzamento del livello del mare e, di conseguenza, una deriva dell’asse di rotazione della Terra.
Mentre lo scioglimento dei ghiacci avviene in altri luoghi (come l’Antartide), la posizione della Groenlandia la rende un contributore più significativo al movimento polare.
“C’è un effetto geometrico per cui se hai una massa che si trova a 45 gradi dal Polo Nord – come la Groenlandia – o dal Polo Sud (come i ghiacciai della Patagonia), avrà un impatto maggiore sullo spostamento dell’asse di rotazione della Terra rispetto ad una massa che si trova proprio vicino al Polo”, ha detto il coautore Eric Ivins, anch’egli del JPL.
Studi precedenti hanno identificato il rimbalzo glaciale come il fattore chiave del movimento polare a lungo termine. E cos’è il rimbalzo glaciale? Durante l’ultima era glaciale, i ghiacciai pesanti hanno depresso la superficie terrestre come un materasso si deprime quando ci si siede sopra. Quando il ghiaccio si scioglie, o viene rimosso, la terra torna lentamente alla sua posizione originale. Nel nuovo studio, che si è basato molto su un’analisi statistica di tale rimbalzo, gli scienziati hanno capito che il rimbalzo glaciale è probabilmente responsabile solo di circa un terzo della deriva polare nel 20° secolo. 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 della Terra. Ivins la descrive come simile ad una pentola di zuppa messa sul fuoco. Man mano che la pentola, o il mantello, si riscalda, i pezzi della zuppa cominciano a salire e scendere, formando essenzialmente un modello di circolazione verticale – proprio come le rocce che si muovono nel mantello terrestre.
Con questi tre grandi 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 dal cambiamento climatico. Ora sanno che se la perdita di ghiaccio della Groenlandia accelera, probabilmente lo farà anche il movimento polare.
Il documento in Earth and Planetary Science Letters è intitolato “Cosa guida il movimento polare del 20° secolo? Oltre al JPL, le istituzioni coautrici includono il Centro di Ricerca Tedesco per le Geoscienze, Potsdam; l’Università di Oslo, Norvegia; l’Università Tecnica della Danimarca, Kongens Lyngby; il Geological Survey of Denmark and Greenland, Copenhagen, Danimarca; e l’Università di Brema, Germania.
Una simulazione interattiva di come processi multipli contribuiscano alle oscillazioni dell’asse di rotazione della Terra è disponibile all’indirizzo:
https://vesl.jpl.nasa.gov/sea-level/polar-motion/
Contatto con i media
Esprit Smith
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
818.354.4269
[email protected]