Jorden, som vi står på, er ikke så solid, som det ser ud til. Flere faktorer får hele Jorden til at ryste og vingle. Jordens fasthed og uforanderlighed under vores fødder er en illusion skabt af vores begrænsede synspunkt. Vores planet roterer på sin akse hver 23. time 56 minutter og 4 sekunder. Det drejer sig også om solen, solsystemet drejer rundt om midten af Mælkevejen, og galaksen haster gennem universet i retning af den store tiltrækker. Hastighederne, der er involveret i al denne handling, er svimlende.
Selvom alt dette ikke tages i betragtning, er Jorden langt fra stabil. Et sted under os bryder enorme stykker klipper konstant hinanden, danner dale og skubber bjerge ud. Kollider og træk hinanden for at danne floder og oceaner. Jorden under os er i konstant og altid forandring, strækning og vingling.
For det meste er det fint. Imidlertid giver vores voksende forståelse af disse fænomener os mulighed for at lære mere om vores indre indre operation. Det er også praktisk for alle, der prøver at navigere og lande et rumfartøj. Der er syv ting, der får jorden til at bevæge sig. “Eppur si muove!” Sagde Galileo. Og alligevel drejer det.
Under pres
En bordklode er en perfekt sfære, så den roterer jævnt omkring en fast akse. Ikke desto mindre er Jorden ikke en kugle, og massen i den er ujævnt fordelt og har en tendens til at bevæge sig. Derfor er både den akse, som planeten roterer rundt, og polerne i denne akse bevæger sig. Eftersom rotationsaksen er forskellig fra den akse, som massen er afbalanceret, vingler Jorden, mens den roterer.
Denne svingning blev forudsagt af forskere tilbage i Isaac Newtons æra. Og for at være præcis består denne svingning af flere.
Salgsfremmende video:
En af de vigtigste er Chandler-svingningen, som først blev observeret af den amerikanske astronom Seth Chandler Jr. i 1891. Det får polerne til at bevæge sig 9 meter og afslutter en fuld cyklus på 14 måneder.
I løbet af det 20. århundrede har forskere fremført en række forskellige årsager, herunder ændringer i opbevaring af kontinentale farvande, atmosfærisk tryk, jordskælv, interaktion ved grænserne af jordens kerne og mantel.
Geofysiker Richard Gross fra NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL) i Pasadena, Californien, løste mysteriet i 2000. Han anvendte nye meteorologiske og oceaniske modeller til observationer af Chandler-svingningen i 1985-1995. Brutto beregnet, at to tredjedele af disse udsving skyldes trykudsving på havbunden og en tredjedel af ændringer i atmosfæretrykket.
"Deres relative betydning ændrer sig over tid," siger Gross, "men på nuværende tidspunkt betragtes denne årsag, en kombination af ændringer i atmosfærisk og oceanisk tryk, som den vigtigste."
Vand bærer stenen væk
Sæsonerne er den næststørste faktor, der er relateret til Jorden wobble. Fordi de fører til geografiske ændringer i regn, sne og fugtighed.
Forskere var i stand til at bestemme polerne ved hjælp af stjernernes relative positioner allerede i 1899, og siden 1970'erne er de blevet hjulpet af satellitter. Men selv hvis du eliminerer påvirkningen af sæsonudsving og Chandler-udsving, bevæger de nordlige og sydlige rotationspoler sig stadig i forhold til jordskorpen.
I en undersøgelse, der blev offentliggjort i april 2016, fremhævede JPLs Surendra Adikari og Eric Ivins to kritiske stykker af jordens wobble-puslespil.
Indtil 2000 bevægede Jordens rotationsakse sig mod Canada med to inches om året. Men så viste målinger, at rotationsaksen ændrede retning til de britiske øer. Nogle forskere har antydet, at dette kan være et resultat af istab på grund af den hurtige smeltning af grønlandske og antarktiske isark.
Adikari og Ivins besluttede at teste denne idé. De sammenlignede GPS-målinger af polpositioner med data fra GRACE, en undersøgelse, der bruger satellitter til at måle masseændringer over Jorden. De fandt ud af, at smeltningen af Grønland og Antarktis is kun tegner sig for to tredjedele af det nylige skift i polernes retning. Resten skal ifølge forskere forklares med vandtab på kontinenterne, hovedsageligt på det eurasiske landområde.
Regionen lider af akviferudtømning og tørke. Ikke desto mindre synes først mængden af vand involveret i dette for lille til at føre til sådanne konsekvenser.
Derfor kiggede forskerne på de berørte områders position.”Vi ved fra den grundlæggende fysik i roterende genstande, at polernes bevægelse er meget følsom over for ændringer inden for 45 graders breddegrad,” siger Adikari. Det er præcis, hvor Eurasien mistede vand.
Denne undersøgelse identificerede også kontinental vandoplagring som en troværdig forklaring på en anden slingring i jordens rotation.
I hele det 20. århundrede kunne videnskabsmænd ikke forstå, hvorfor rotationsaksen forskydes hvert 6.-14. År og forlader 0,5-1,5 meter øst eller vest for sin generelle drift. Adikari og Ivins fandt, at fra 2002 til 2015 svarede tørre år i Eurasien til svinger mod øst og våde år med bevægelser mod vest.
”Vi fandt det perfekte match,” siger Adikari. "Dette er første gang, at nogen med succes identificerer det perfekte match mellem mellemårig polær bevægelse og global mellemårlig tørkefugtighed."
Teknogen virkning
Bevægelser af vand og is er forårsaget af en kombination af naturlige processer og menneskelige handlinger. Men der er andre effekter, der påvirker jordens slingr.
I 2009 beregnet Felix Landerer, også fra JPL, at hvis carbondioxidniveauerne blev fordoblet fra 2000 til 2100, ville verdenshavene opvarme og ekspandere, så nordpolen ville bevæge sig 1,5 centimeter om året mod Alaska og Hawaii i det næste århundrede. …
Ligeledes modellerede Landerer i 2007 virkningerne af opvarmning af havet forårsaget af den samme stigning i tryk og cirkulation fra kuldioxid på havbunden. Han fandt, at disse ændringer kunne skifte masse ved højere breddegrader og forkorte dagen med ca. 0,1 millisekunder.
Jordskælv
Det er ikke kun store mængder vand og is, der påvirker Jordens rotation, når den bevæger sig. Forskydningen af klipper har også denne virkning, hvis de er store nok.
Jordskælv opstår, når de tektoniske plader, der udgør jordoverfladen, pludselig begynder at "gnide ind", når de passerer. Dette kan også bidrage. Brutto målte et kraftigt jordskælv med en styrke på 8,8, der ramte den chilenske kyst i 2010. I en endnu ikke offentliggjort undersøgelse beregnet han, at pladenes bevægelse skiftede Jordens akse i forhold til massebalancen med ca. 8 centimeter.
Men dette er kun baseret på evalueringen af modellen. Siden da har Gross og andre forsøgt at observere de faktiske forskydninger i jordens rotation fra jordskælvsdata fra GPS-satellitter.
Indtil videre har dette været mislykket, fordi det er temmelig svært at fjerne alle andre faktorer, der har indflydelse på jordens rotation.”Modellerne er ikke perfekte, og der er en masse støj, der maskerer små jordskælvsignaler,” siger Gross.
Bevægelsen af masser, der opstår, når tektoniske plader passerer i nærheden, påvirker også dagen. Brutto beregnet, at jordskælvet på 9,1, der ramte Japan i 2011, reducerede længden af dagen med 1,8 mikrosekunder.
Skælvende jord
Når et jordskælv opstår, sætter det seismiske bølger i gang, der fører energi gennem jordens tarm.
Der er to typer af dem. "P-bølger" komprimerer og udvider flere gange materialet, gennem hvilket de passerer; vibrationer bevæger sig i samme retning som bølgen. Langsomere "S-bølger" vagger klipperne fra side til side, og vibrationerne er vinkelret på deres kørselsretning.
Intense storme kan også skabe svage seismiske bølger, der ligner dem, der forårsager jordskælv. Disse bølger kaldes mikroseismer. Indtil for nylig kunne forskere ikke bestemme kilden til S-bølger i mikrosismer.
I en undersøgelse, der blev offentliggjort i august 2016, rapporterede Kiwamu Nishida fra University of Tokyo og Ryota Takagi fra Tohoku University at bruge et netværk af 202 detektorer i det sydlige Japan til at spore P- og S-bølger. De spores bølgenes oprindelse til en større nordatlantisk storm kaldet "vejrbomben": i denne storm falder atmosfæretrykket i centrum usædvanligt hurtigt.
Sporing af mikroseismer på denne måde vil hjælpe forskere med bedre at forstå Jordens interne struktur.
Månens indflydelse
Ikke kun jordiske fænomener påvirker bevægelserne på vores planet. Nylige undersøgelser har vist, at der forekommer store jordskælv med fuld og nymåne. Måske er det fordi solen, månen og jorden er på linje, hvilket øger tyngdekraften, der virker på planeten.
I en undersøgelse, der blev offentliggjort i september 2016, analyserede Satoshi Ida fra University of Tokyo og hans kolleger tidevandsspændinger over to uger forud for større jordskælv i de sidste tyve år. Af de 12 største jordskælv med en styrke på 8,2 eller derover forekom ni under en fuldmåne eller en ny måne. For små jordskælv blev der ikke fundet nogen sådan korrespondance.
Ida konkluderede, at den ekstra gravitationspåvirkning, der opstår på disse tidspunkter, kan øge effekten af kræfter på tektoniske plader. Disse ændringer skulle være små, men hvis pladerne allerede er aktiveret, kan den ekstra kraft være tilstrækkelig til at udløse store brud i klipperne.
Mange forskere er imidlertid skeptiske overfor Idas fund, da han kun studerede 12 jordskælv.
Skælvende sol
Endnu mere kontroversiel er tanken om, at vibrationer, der stammer dybt inde i solen, kan forklare en række ryste fænomener på Jorden.
Når gasser bevæger sig inde i solen, frembringer de to forskellige typer bølger. De, der er født i processen med trykændringer kaldes p-tilstande, og dem, der dannes, når tæt materiale suges ind af tyngdekraften kaldes g-tilstande.
P-mode tager flere minutter at gennemføre en fuld vibrationscyklus; g-mod tager fra ti minutter til flere timer. Denne tidsperiode kaldes modens "periode".
I 1995 analyserede et team ledet af David Thomson fra Queen's University i Kingston, Canada mønstre af solvinden - strømmen af ladede partikler, der udspringer fra solen - fra 1992 til 1994. De bemærkede svingninger, der havde de samme perioder som p- og g-tilstande, hvilket antydede, at solvibrationerne på en eller anden måde var relateret til solvinden.
I 2007 rapporterede Thomson igen, at uforklarlige spændingssvingninger i undersøiske hjælpekabler, seismiske målinger på Jorden og endda afbrydelser i telefonopkald har frekvensmønstre, der stemmer overens med bølger i solen.
Forskere mener imidlertid, at Thomsons påstande har gystet grund. I henhold til simuleringer skulle disse solvibrationer, især g-tilstande, være så svage, når de når solens overflade, at de ikke kunne påvirke solvinden på nogen måde. Selvom dette ikke er tilfældet, skal disse mønstre være blevet ødelagt af turbulensen i det interplanetære medium længe inden de nåede Jorden.
Måske er Thomsons idé forkert. Men der er mange andre grunde til, at vores planet ryster og svinger.
ILYA KHEL
