Laut einer neuen Studie verändert der Klimawandel die Erde buchstäblich bis ins Mark.
Wenn Polar- und Gletschereis aufgrund der globalen Erwärmung schmilzt, wird Wasser, das sich einst oben und unten auf der Erde konzentrierte, in Richtung Äquator umverteilt. Die zusätzliche Masse um den Mittelpunkt der Erde verlangsamt ihre Rotation und verlängert unsere Tage.
Eine neue Studie liefert neue Beweise für diese Dynamik und legt darüber hinaus nahe, dass die Veränderungen im Eis des Planeten tiefgreifend genug waren, um die Erdachse zu beeinflussen, die unsichtbare Linie in ihrem Zentrum, um die sie sich dreht. Zusammengenommen verursachen diese Veränderungen Rückkopplungen unter der Oberfläche, die sich auf Flüssigkeiten auswirken, die sich durch den geschmolzenen Erdkern bewegen.
Die Ergebnisse wurden letzte Woche in zwei Fachzeitschriften veröffentlicht: Nature Geoscience und Proceedings of the National Academy of Sciences.
Diese Studien sowie ähnliche im März veröffentlichte Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass der Mensch grundlegende Elemente der physikalischen Eigenschaften des Planeten verändert hat – ein Prozess, der so lange anhalten wird, bis sich die globalen Temperaturen stabilisieren und die Eisdecke ein Gleichgewicht erreicht.
„Wir können die Erdrotation zu dieser Liste von Dingen hinzufügen, die der Mensch vollständig beeinflusst hat“, sagte einer der Autoren der beiden neuen Studien, Benedikt Soja, Assistenzprofessor für Weltraumgeodäsie an der ETH Zürich in der Schweiz.
Die Veränderung der Erdrotation sei groß genug, dass sie eines Tages mit dem Einfluss der vom Mond verursachten Gezeitenkräfte mithalten könne, sagte Soja – wenn die Kohlenstoffemissionen weiterhin extrem hoch seien.
Im Allgemeinen hängt die Rotationsgeschwindigkeit der Erde von der Form des Planeten und der Verteilung seiner Masse ab, Faktoren, die von mehreren gegensätzlichen Kräften bestimmt werden.
Wissenschaftler ziehen oft einen Vergleich mit einem Eiskunstläufer, der sich auf dem Eis dreht: Wenn er sich mit ausgestreckten Armen dreht, ist seine Rotation langsamer. Wenn er hingegen seine Arme gerade hält, ist seine Rotation schneller.
Ebenso verlangsamt die durch die Anziehungskraft des Mondes verursachte Gezeitenreibung des Ozeans die Erdrotation. Historisch gesehen habe dieses Phänomen den größten Einfluss auf die Rotationsgeschwindigkeit des Planeten gehabt, erklärte Soja.
Unterdessen wirkt die langsame Erholung der Erdkruste in einigen Regionen hoher Breiten nach dem Verschwinden der eiszeitlichen Gletscher in die entgegengesetzte Richtung und beschleunigt die Rotation des Planeten.
Diese beiden Prozesse haben seit langem einen vorhersehbaren Einfluss auf die Winkelgeschwindigkeit der Erde.
Aber heute wird das schnelle Abschmelzen des Eises aufgrund der globalen Erwärmung zu einer mächtigen neuen Kraft. Wenn Menschen den Planeten weiterhin mit ihren Kohlenstoffemissionen verschmutzen, könnte die Wirkung des schmelzenden Eises die des Mondes übertreffen, sagte Soja.
„Im schlimmsten Fall würde dann der Klimawandel zum dominierenden Faktor werden“, sagte er.
Der vierte wichtige Faktor, der die Erdrotation beeinflusst, ist die Bewegung von Flüssigkeiten in ihrem Kern. Wissenschaftler wissen seit langem, dass dieses Phänomen die Rotation des Planeten beschleunigen oder verlangsamen kann, ein Trend, der sich in Abständen von 10 bis 20 Jahren ändern kann. Derzeit sorgt der Kern vorübergehend für eine leichte Beschleunigung der Erdrotation und wirkt so der Verlangsamung durch den Klimawandel entgegen.
Der Klimawandel scheint sich aufgrund des schmelzenden Eises und der Verschiebung der Rotationsachse des Planeten auch auf den Erdkern auszuwirken.
Die Forscher hinter dieser neuen Studie erstellten ein 120-Jahres-Modell der Polbewegung, also der Art und Weise, wie sich die Achse im Laufe der Zeit bewegt. Sie fanden heraus, dass Veränderungen in der Massenverteilung auf dem Planeten aufgrund des schmelzenden Eises wahrscheinlich zu kleinen Schwankungen in der Bewegung der Pole beitrugen.
Soja schätzt, dass der Klimawandel wahrscheinlich für eine Veränderung von einem Meter innerhalb von zehn Jahren verantwortlich ist.
Die Forschung legt auch nahe, dass sich die Bewegung des geschmolzenen Gesteins im Inneren der Erde an Änderungen seiner Achse und Rotationsgeschwindigkeit anpasst – ein Rückkopplungsprozess, bei dem die Erdoberfläche ihr Inneres beeinflusst.
„Die Rotation ändert sich leicht und wir glauben, dass dies einen indirekten Effekt auf den Kern haben könnte“, sagte Soja. „Es ist etwas, das nicht sehr einfach oder direkt messbar ist, weil wir nicht dorthin gelangen können. »
Diese Erkenntnisse haben Auswirkungen darauf, wie Menschen die Zeit messen und wie wir Satelliten im Weltraum positionieren.
„Wenn Sie beispielsweise eine neue Mission zum Mars starten möchten, müssen wir wirklich genau wissen, wie der Zustand der Erde im Weltraum ist, und wenn sich das ändert, könnten wir tatsächlich einen Navigationsfehler oder einen Fehler machen“, sagte Soya.
Eine Änderung der Erdachse um einen Meter könnte beispielsweise dazu führen, dass eine Raumsonde ihr Ziel beim Erreichen des Mars um 100 oder 1.000 Meter verfehlt.
Was die Zeitmessung betrifft, deuten im März veröffentlichte Forschungsergebnisse darauf hin, dass der Klimawandel die Notwendigkeit verzögert hat, der koordinierten Weltzeit eine „negative Schaltsekunde“ hinzuzufügen, um die globalen Uhren mit der Erdrotation synchron zu halten.
Duncan Agnew, ein Geophysiker am Scripps Institution of Oceanography der University of California in San Diego, der diese frühere Studie leitete, sagte, die neue Forschung passe „sehr gut“ zu seiner Arbeit.
„Dies erweitert das Ergebnis weiter in die Zukunft und betrachtet mehr als ein Klimaszenario“, sagte Agnew und fügte hinzu, dass Soja und seine Co-Autoren zwar einen anderen Ansatz verfolgten, aber zu einem ähnlichen Ergebnis kamen wie er.
„Mehrfachentdeckungen sind in der Wissenschaft fast die Regel – das ist ein weiterer Fall“, sagte Agnew.
Thomas Herring, Professor für Geophysik am Massachusetts Institute of Technology, der an keiner der beiden Studien beteiligt war, sagte, die neue Forschung könne tatsächlich Aufschluss darüber geben, wie Veränderungen an der Erdoberfläche dieses Geschehen im Inneren beeinflussen können.
„Was die Rückkopplung zwischen Oberflächenprozessen und dem Kern betrifft, halte ich dies für plausibel“, sagte Herring in einer E-Mail und erklärte, dass „großräumige“ Prozesse auf der Oberfläche „bis zum flüssigen Kern vordringen können“.
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf NBCNews.com veröffentlicht